【#Environment】節能又高效的「碳化矽」超厲害,但為什麼特斯拉要大砍75%的用量?兩分鐘快速看懂

TEXT /  Tony Kao; PHOTO /  Getty Images;

碳化矽(SiC),又叫金剛砂,是C元素和Si元素形成的化合物,也是目前綜合性能最好、商品化程度最高、技術最成熟的第三代半導體材料。由於天然含量非常少,因此碳化矽主要都是人造的,是用石英砂、石油焦、木屑、食鹽等原料,通過電阻爐高溫冶煉而成,沒有參雜其他有毒物質,算是綠色環保產品。


矽的晶體


碳化矽化學性能穩定,具有導熱性能優良、耐高溫、耐高壓、硬度大等優點,在電動車領域中成功大放異彩,尤其在充電系統體現中更是明顯,能達到更好的能量轉換率與更長的電池壽命;此外,碳化矽製品效率高、體積小,可以在高溫下運行,就代表冷卻系統可以做得更簡單,難怪電動車龍頭特斯拉一年前還大力宣導,說要擴大採用碳化矽,結果在短短一年後就大翻盤?特斯拉宣佈將大砍75%碳化矽的用量!?

為什麼會這樣?恭喜,你又又又猜對了,就是成本問題!



以下是製作碳化矽的困難點:

●碳化矽的晶棒在2,500度的高溫下才會生長(一般矽晶只要1,500度),因此需準備特殊爐子,並精確控制溫度,難度極大。
●碳化矽晶棒生產速度緩慢,每小時約生長0.2到1 mm,是一般晶棒的五倍慢,光是生長1到10 mm就要7到10天,曠日廢時。
●碳化矽產品極吃重良率,出產時若沒有精確把控品質,就容易有不合格晶體,全數不堪用。
●碳化矽的莫氏硬度為9.5級,僅次於世界上最硬的金剛石,要切割、研磨、拋光難度都很高。



在上述高成本、高技術壁壘的條件下,特斯拉覺得碳化矽好用歸好用,但也需要中下游廠商設備與技術的整合與配合。雖然碳化矽成本到現在已經大幅下降,但仍然是傳統矽晶圓的兩倍起跳,算下來還是用老材料划算得多。

 

因此我們可以說,特斯拉大幅降低碳化矽的比重,是出於成本、製造難度和供應風險等方面的考慮。



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