SiC میں سیمی کنڈکٹر مواد کے طور پر بہترین خصوصیات ہیں، خاص طور پر پاور کنورژن اور کنٹرول میں استعمال ہونے والے پاور پرزوں کے لیے۔روایتی سلیکون ڈیوائسز کے مقابلے میں، یہ کم مزاحمت، تیز رفتار سوئچنگ اور ہائی ٹمپریچر اور ہائی وولٹیج آپریشن حاصل کرسکتا ہے، اس لیے یہ پاور سپلائی، آٹوموبائل، ریلوے، صنعتی آلات اور گھریلو صارفین کے الیکٹرانکس آلات میں بہت مقبول ہے۔ اگرچہ SiC کو آخر کار مصنوعی ترکیب کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے، لیکن SiC پاور پرزوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار ایک بار انتہائی مشکل پروسیسنگ کی وجہ سے محققین کے لیے سر درد کا باعث بنی۔

※ سلکان کاربائیڈ (SiC) کیا ہے؟

سلکان کاربائیڈ ایک کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر مواد ہے جو کاربن اور سلکان عناصر پر مشتمل ہے۔سلکان کاربائیڈ (SiC)، گیلیم نائٹرائڈ (GaN)، ایلومینیم نائٹرائڈ (ALN)، گیلیم آکسائیڈ (Ga2O3)، وغیرہ کو اجتماعی طور پر وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد کہا جاتا ہے کیونکہ بینڈ گیپ کی چوڑائی 2.2eV سے زیادہ ہے۔ انہیں چین میں تیسری نسل کا سیمی کنڈکٹر مواد بھی کہا جاتا ہے۔

مادی پہلو سے، سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کو اس میں تقسیم کیا گیا ہے:

پہلی نسل کے عنصری سیمی کنڈکٹر مواد: جیسے سلیکون (Si) اور جرمینیم (Ge)؛

دوسری نسل کے کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر مواد: جیسے گیلیم آرسنائیڈ (GaAs)، انڈیم فاسفائیڈ (InP)، وغیرہ؛

وسیع بینڈ گیپ مواد کی تیسری نسل: جیسے سلکان کاربائیڈ (SiC)، گیلیم نائٹرائڈ (GaN)، ایلومینیم نائٹرائڈ (ALN)، گیلیم آکسائیڈ (Ga2O3)، وغیرہ۔

ان میں سے، سلکان کاربائیڈ اور گیلیم نائٹرائڈ سیمی کنڈکٹر مواد ہیں جن میں اس وقت سب سے روشن تجارتی امکانات ہیں، اور انہیں سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں "گولڈن ٹریک" کی نئی نسل کہا جا سکتا ہے۔

تاریخ میں پہلی بار سلکان کاربائیڈ 1891 میں دریافت ہوئی۔ یہ سلکان کاربائیڈ کی پہلی ترکیب اور دریافت تھی۔ سو سال کی تلاش کے بعد، خاص طور پر 21ویں صدی میں داخل ہونے کے بعد، بنی نوع انسان نے آخر کار سلکان کاربائیڈ کے فوائد اور خصوصیات کو واضح کر دیا ہے اور مختلف نئے آلات بنانے کے لیے سلیکان کاربائیڈ کی خصوصیات کو استعمال کیا ہے۔ سلکان کاربائیڈ کی صنعت نے تیزی سے ترقی کی ہے۔

روایتی سلکان مواد کے مقابلے میں، سلکان کاربائیڈ کا بینڈ گیپ سلکان کے مقابلے میں 3 گنا ہے۔ تھرمل چالکتا سلکان سے 4-5 گنا ہے؛ بریک ڈاؤن وولٹیج سلیکون سے 8 گنا زیادہ ہے۔ اور الیکٹران سنترپتی بڑھنے کی شرح سلیکون سے 2 گنا زیادہ ہے۔مختلف خصوصیات کا مطلب یہ ہے کہ سلکان کاربائیڈ خاص طور پر ہائی فریکوئنسی اور ہائی پاور ڈیوائسز بنانے کے لیے موزوں ہے جو زیادہ درجہ حرارت، ہائی وولٹیجز اور ہائی کرنٹ کو برداشت کر سکتے ہیں۔

فی الحال، سلکان کاربائیڈ کی تقریباً 200 معلوم کرسٹل ساخت کی شکلیں ہیں، جن میں کیوبک کلوز پیکڈ sphalerite α کرسٹل ڈھانچہ (2H, 4H, 6H, 15R) اور ہیکساگونل کلوز پیکڈ wurtzite β کرسٹل ڈھانچہ (3C-SiC) شامل ہیں۔

ان میں سے، β کرسٹل ڈھانچہ (3C-SiC) کو اعلی تعدد والے آلات اور دیگر پتلی فلمی مواد کے لیے ذیلی جگہوں کی تیاری کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ گیلیئم نائٹرائڈ ایپیٹیکسیل تہوں کو اگانا اور سلکان کاربائیڈ پر مبنی گیلیم نائٹرائڈ مائیکرو ویو ریڈیو فریکوئنسی آلات تیار کرنا۔ α کرسٹل فارم 4H کو ہائی پاور ڈیوائسز بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 6H سب سے زیادہ مستحکم ہے اور اسے آپٹو الیکٹرانک آلات بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

※ سلکان کاربائیڈ کی کارکردگی کے فوائد

اگر ہم صرف سلیکون کاربائیڈ چپس کو شمار کریں، پاور سیمی کنڈکٹرز کے لحاظ سے، سلیکون کاربائیڈ کے روایتی سلیکون پر مبنی پاور چپس کے مقابلے میں لاجواب فوائد ہیں: سلکان کاربائیڈ زیادہ کرنٹ اور وولٹیج، زیادہ سوئچنگ کی رفتار، کم توانائی کے نقصان کو برداشت کر سکتی ہے، اور زیادہ درجہ حرارت کے لیے زیادہ مزاحم ہے۔ اس لیے، سلیکون کاربائیڈ سے بنے پاور ماڈیول کیپسیٹرز، انڈکٹرز، کوائلز، اور حرارت کی کھپت کے اجزاء کے اجزاء کو اسی طرح کم کر سکتے ہیں، جس سے پورے پاور ڈیوائس ماڈیول کو زیادہ ہلکا، توانائی کی بچت، اور مضبوط آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے۔ یہ وشوسنییتا کو بھی بڑھاتا ہے۔ فوائد بہت واضح ہیں۔ مخصوص خلاصہ مندرجہ ذیل ہے:

1. کم رکاوٹ چھوٹے سائز کی مصنوعات کے ڈیزائن اور اعلی کارکردگی لاتا ہے؛

2. اعلی تعدد اور تیز رفتار سوئچنگ کے لیے موزوں؛

3. بہترین اعلی درجہ حرارت کی خصوصیات، اعلی درجہ حرارت پر کام کرنے کے قابل۔

※ سلکان کاربائیڈ اتنا مہنگا کیوں ہے؟

ہر کوئی جانتا ہے کہ مستقبل میں سلکان کاربائیڈ کے بہت بڑے کاروباری امکانات ہیں، لیکن اس صنعت میں شامل ہونے والے ہر شخص کو پہلا اور سب سے زیادہ عملی مسئلہ درپیش ہوگا، اس مواد کا کیا کیا جائے؟

روایتی سلکان پر مبنی صنعتوں کے انتہائی پختہ کاروباری ماحول کی کم از کم نصف وجہ یہ ہے کہ سلکان مواد حاصل کرنا نسبتاً آسان ہے۔سلکان مواد کی پختہ اور موثر تیاری کی ٹیکنالوجی سلکان مواد کو فی الحال بہت سستا بناتی ہے۔ فی الحال، ایک 6 انچ کا سلکان پالش ویفر صرف 150 یوآن ہے، ایک 8 انچ والا 300 یوآن ہے، اور 12 انچ والا تقریباً 850 یوآن ہے۔

صرف اس صورت میں جب خام مال کافی سستا ہو گا تو صنعت کے پیمانے کو بڑھایا جا سکتا ہے!

فی الحال، Czochralski طریقہ استعمال کرتے ہوئے، تقریباً 2-3 میٹر کی سلکان سنگل کرسٹل راڈ کو 72 گھنٹوں میں اگایا جا سکتا ہے، اور ایک واحد کرسٹل راڈ ایک وقت میں ہزاروں سلیکون ویفرز کو کاٹ سکتا ہے۔

کیا آپ جانتے ہیں کہ سلکان کاربائیڈ سنگل کرسٹل 72 گھنٹوں میں کتنا موٹا ہو سکتا ہے؟ چند سینٹی میٹر سے کم! ! !

فی الحال، سلکان کاربائیڈ سنگل کرسٹل اگانے کا تیز ترین طریقہ تقریباً 0.1mm/h-0.2mm/h کی شرح نمو رکھتا ہے، لہذا کرسٹل کی موٹائی 7.2 گھنٹوں میں صرف 72mm~14.4mm ہے۔

تو آپ تصور کر سکتے ہیں کہ سلکان کاربائیڈ سنگل ویفرز کتنے مہنگے ہو سکتے ہیں۔ اس وقت، 4 انچ کے سلکان کاربائیڈ سبسٹریٹس کی قیمت تقریباً 2,000-3,000 یوآن ہے، اور 6 انچ کے سبسٹریٹس 6,000-8,000 یوآن کی سطح پر پہنچ چکے ہیں۔ Epitaxial wafers کم از کم X2 کی قیمت سے زیادہ ہیں، اور وہ اب بھی قیمت میں ہیں اور اسٹاک سے باہر ہیں۔

دنیا کی معروف سلکان کاربائیڈ کمپنی کے طور پر، ریاستہائے متحدہ کی کری تقریباً 70 فیصد سے زیادہ پیداواری صلاحیت پر اجارہ داری رکھتی ہے۔ لہٰذا، ملکی اور غیر ملکی بہاو مینوفیکچررز نے پیداواری صلاحیت کو بند کرنے کے لیے کری کے ساتھ طویل مدتی معاہدوں پر دستخط کیے ہیں۔

※ سلکان کاربائیڈ مارکیٹ

سلکان کاربائیڈ MOSFETs اور سلکان کاربائیڈ ڈائیوڈس سولر، UPS، صنعتی، آٹوموٹو اور دیگر ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں:بنیادی طور پر فوٹو وولٹک انرجی سٹوریج میں انورٹرز، ڈیٹا سینٹر سرورز کے لیے UPS پاور سپلائیز، اسمارٹ گرڈ چارجنگ اسٹیشنز اور دیگر شعبوں میں مرتکز ہوتے ہیں جن کے لیے اعلیٰ تبادلوں کی کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، حالیہ برسوں میں الیکٹرک اور ہائبرڈ گاڑیوں (xEV) کی ترقی کے ساتھ، SiC بھی اس نئے شعبے میں تیزی سے ابھری ہے۔ تابکاری کی صنعتوں میں توانائی (PV، EV چارجنگ، سمارٹ گرڈ، وغیرہ)، آٹوموبائل (OBC، انورٹر)، انفراسٹرکچر (سرور) وغیرہ شامل ہیں۔

خلاصہ یہ کہ، مستقبل قریب میں، ہم اندازہ لگا سکتے ہیں کہ سلیکون کاربائیڈ پاور الیکٹرانکس کی صنعت پر انقلابی اثرات مرتب کرے گا!

ڈس کلیمر: یہ مضمون "آج کے سیمی کنڈکٹر" سے دوبارہ شائع کیا گیا ہے، جو املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کرتا ہے۔ براہ کرم دوبارہ پرنٹ کے اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

کمپنی کا فون نمبر: +86-0755-83044319
فیکس/FAX: +86-0755-83975897
ای میل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 منیجر لی

QQ: 332496225 منیجر Qiu

پتہ: کمرہ 809، بلڈنگ سی، ژانتاو ٹیکنالوجی بلڈنگ، نمبر 1079 منزی ایونیو، لونگہوا نیو ڈسٹرکٹ، شینزین