由于电动汽车(ev)的不断增长，制造商正在比较两种用于电力电子的半导体技术:碳化硅和硅。
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碳化硅(SiC)提供耐高温，降低功耗，刚度，以及支持更小，更薄的设计，电动汽车电力电子需要。
SiC目前的应用包括车载电池充电器、车载DC/DC转换器、车载DC快速充电器、汽车led照明和电动汽车动力总成。
据《汽车世界》(Automotive World)报道，随着电池和电机制造商达到当前技术的物理极限，有必要开发更高效的传动系统，SiC技术可能会增强未来的电动汽车创新。
在接受《半导体工程》采访时，Cree首席技术官John Palmour将碳化硅与硅进行了比较，这是电动汽车行业，尤其是工程师所欣赏的。
你可以用碳化硅制造你想要的设备，但由于硅的物理特性，在那个电压范围内是不实用的．
John Palmour，克里半导体工程首席技术官
带隙的重要性
碳化硅的在电动汽车和其他电力电子应用中的实用性取决于其宽带隙的功能，该带隙以电子伏(EV)测量，并详细说明了从材料的价带激发电子到导带所需的能量。
一段时间以来，硅(Si)一直是用于集成电路(ICs)和光伏芯片的首选半导体材料，其带隙为1.12 eV。砷化镓(GaAs)是一种通常用于太阳能电池的半导体，其带隙为1.42 eV。相比之下，碳化硅的带隙要宽得多，为3.26 eV。
由于更宽的带隙，碳化硅非常适合于更高的功率应用和与之相关的更高的温度。带隙与击穿电压有关，击穿电压是绝缘体部分导电的点。
硅的击穿电压约为600伏特，但基于sic的器件可以承受高达10倍的更高电压。当带隙随着温度升高而缩小时，更宽的带隙材料也能承受更高的温度。亚博网站下载
碳化硅的刚性产生了一个稳定的结构，不会在热的压力下膨胀或收缩。
碳化硅更宽的带隙也有助于更快、更高效的开关和更紧凑、更薄的设备。SiC设备因为碳化硅的电压差或电位差不需要在很多材料上扩散，所以它的厚度可能小于硅器件的十分之一。
这些快速和紧凑的解决方案有更小的阻力，导致减少能源和热损失，意味着更高的效率。此外，碳化硅较高的热导率使热的有效传输，可以减少或消除散热器的必要性。
电动汽车电力电子用SiC器件:优势与挑战
据《IEEE Spectrum》报道，Cree估计，去年全球碳化硅设备的市场规模首次超过1亿美元(美元)。今天，该公司的SiC解决方案正在不断扩大的电动汽车市场推广各种高压、高温元件。
由于电动汽车的各种系统是由不同的电压供电的，一些硅器件必须转换和分割适当的电压到窗户升降机、照明、推进和暖通空调。相比之下，碳化硅技术除了速度、可靠性和效率更高外，还能实现这些功能。
碳化硅无与伦比的开关速度也为更快的充电器的发展提供了支持。板外充电器将输入交流电转换为直流电池存储。车载电池充电器将电池的直流电源转换为交流电源，用于主驱动电机。
碳化硅实现这些功能的速度比硅快，减少了热量和能量的损失。碳化硅元件的尺寸可以是硅器件的一半(或更小)。
随着碳化硅制造商继续尽量减少材料中的缺陷，预计碳化硅器件的价格将会下降，这对未来的电动汽车应用是有利的。
碳化硅在电动汽车上的应用前景是光明的，但对电动汽车日益增长的需求可能会导致零部件缺陷，除非制造商配备正确的检测设备。app亚博体育
这在研发(R&D)过程中是非常重要的，因为在研发过程中，过程工具的验证不足会大大降低产量。MTI仪器公司的Proforma 300iSA系统可进行大规模晶片检测，提高了SiC材料的吞吐量。亚博网站下载
在体积上识别缺陷可能很复杂，但MTI的电容技术比共焦系统具有显著的优势。
基于电容的技术与共焦系统
高分辨率共焦干涉仪比电容测量仪贵得多。激光干涉仪还提供相关读数，需要在使用前由操作人员将仪器校准到已知的厚度。相比之下，基于电容的技术提供了绝对测量。
此外，如果激光干涉仪失去对晶圆表面的跟踪，测量结果就不准确。在共焦系统中，测量透明或半透明半导体晶圆也是一项要求更高的任务。
电容式系统还具有其他优点。电容电路通常更稳定，并将低漂移与高精度结合在一起，然而，随着时间的推移，共焦系统中的激光传感器容易根据温度、热加热和其他因素漂移
基于电容的技术，如MTI的Proforma技术，可以扩大整个半导体供应链的质量控制应用。销售SiC晶圆的厂商可以在发货前进行高分辨率测量，并在收到后进行测量。
MTI的仪器形式发票300是是一款性价比高的基于电容的离线测量工具，支持制造过程中的早期质量检查。
它能够测量晶片厚度、总厚度变化(TTV)、弯曲和中心厚度，精度在±0.25µm内，分辨率为0.05 um。
由于能够支持研发项目，ProForma 300iSA也可以用于校准在线设备。app亚博体育为了提高电动汽车电力电子中使用的SiC晶片的生产率，请了解更多信息并向MTI索取样品报告。
这些信息来源于MTI仪器公司提供的材料，经过审查和改编。亚博网站下载
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