ИННОВАЦИИ В ТЭК проект Минэнерго России Личный кабинет

Карточка проекта

Подготовка и освоение производства монокристаллического карбида кремния (SiC), высоковольтных быстродействующих полупроводниковых приборов нового поколения на SiC и мощных малогабаритных энергосберегающих преобразователей на их основе

Инициатор

АО НПК "Электровыпрямитель"

Контактная информация

АО НПК "Электровыпрямитель"
+7 (8342) 29-60-34

https://elvsic.ru

Сроки

25.05.2016 - 01.02.2021

Параметры проекта

Карбид кремния используется как полупроводниковый материал для изготовление выпрямительных полупроводниковых диодов, сферодиодов (индикаторы с зелёно - синим свечением), как жаростойкий и химически стойкий материал для защитных покрытий, высокотемпературных нагревательных и других. Физика - химические свойства карбида кремния. Молекулярный вес 40,09 Содержание углерода в весе 29,05. Плотность, г/см(кубический) 3,2 Температура плавления в градусах Цельсии 2600. Теплоёмкость при 20 градусах Цельсии в кал/моль 12,13 при 1000 градусах Цельсия. Теплопроводность в кал/см при 20 градусах Цельсия 0,098. Термический коэффициент +0,264. Электросопротивление в градус (900-1500 градусов Цельсии) в степени -1 умноженное на 10 в 6 степени. Коэффициент термического линейного 5,77 (1000 градус Цельсия) расширение а*10 в 6 степени * на градус в -1 степени (20-t*на градус Цельсия)

Описание проекта

Наименование проекта: Подготовка и освоение производства монокристаллического карбида кремния (SiC), высоковольтных быстродействующих полупроводниковых приборов нового поколения на SiC и мощных малогабаритных энергосберегающих преобразователей на их основе

  Технико-экономическое обоснование: Замена высоковольтных силовых кремниевых приборов на карбидокремниевые приборы позволит: - существенно сократить массо-габаритные показатели мощных преобразователей электрической энергии; - на 20-30% снизить потери электрической энергии в преобразователях; - расширить сферы применения полупроводниковой электроники и ее функциональные возможности. Основными потребителями эпитаксиальных структур монокристаллического карбида кремния являются ЗАО НПК «Электровыпрямитель» (г. Саранск), ОАО «Фрязинский завод мощных транзисторов» (Московская область, г. Фрязино), ОАО «Ангстрем» (г. Москва, Зеленоград). Кроме того, эпитаксиальные структуры монокристаллического карбида кремния будут использоваться в научно-исследовательских целях – ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН и рядом других НИИ. Основными потребителями полупроводниковых приборов на основе карбида кремния являются: ОАО «Алмаз-Антей» (г. Москва), ЦНИИ Гидроприбор (г. Санкт-Петербург), ФГУП ЦКБ «Геофизика» (г. Красноярск), ФГУП НПП «Исток» (Московская область, г. Фрязино), ОАО «Электровыпрямитель» (г. Саранск). Конечной продукцией будут являться мощные светодиоды сери Z5, TOPLED, Acriche2 и светодиодные модули. Ключевой сегмент рынка: светодиоды для источников света уличного, офисного, промышленного и бытового освещения. 100% рынка приходится на рынок B2B. Основные потребители: предприятия Республики Мордовия и соседних регионов.
От применения каких импортных технологий, оборудования и материалов проект позволяет отказаться: Географически, мировой рынок карбида кремния разделен на четыре региональных субрынка: Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, и остальной мир. Азиатско-Тихоокеанский регион до сегодняшнего дня был самым главным поставщиком карбида кремния, с долей рынка более чем на 50% в 2012 г. Это высокий спрос на материал вызван интенсивным развитием региона, которое наблюдалось в течение последних 10 лет. На Европу и остальной мир приходится порядка 30% объемов карбида кремния. Европейский рынок развивается в основном за счет автомобильной промышленности, поскольку наиболее крупные автомобильные концерны расположены в Европе. Между тем неплохую динамику развития показывают такие страны как Россия и Китай. Импорт - Круги шлифовальные, армированные, из агломерированного карбида кремния с синтетической смолой, торговой марки: AMCO machine-tools, серия LV, Xian Amco Machine Tools Co., Ltd (КИТАЙ), Инструмент абразивный, материалы абразивные: круг шлифовальный на основе карбида кремния, NORTON (США), Инструмент абразивный. Брусок правящий 200x50x25 карбид кремния Tyrolit Арт.599400., Tyrolit Schleifmittel (ГЕРМАНИЯ), Электронагревательный элемент из карбида кремния тип DE размер 25х305х650 модель ”SPIROHEAT”, SILCARB RECRYSTALLIZED PRIVATE LIMITED (ИНДИЯ) и др.
Область применения результатов реализации проекта (краткое описание маркетинговых исследований): В целом следует отметить, что освоение промышленного производства широкозонного алмазоподобного материала с наноразмерно-зависимыми функциональными свойствами и как следствие карбидокремниевых подложек и эпитаксиальных структур, а также разработка конструктивно-технологических решений для реализации ЭКБ силовой и СВЧ-электроники, оптоэлектроники и микросистемной техники на основе композиций GaN, AIN, SiC позволит перейти к серийному отечественному производству технически востребованных и коммерчески эффективных электронных изделий нового поколения, в том числе: • приборов силовой электроники для эксплуатации в системах с повышенными значениями напряжений (более 6 кВ) и плотностей тока (до 5х103 А/см2 ); • приборов высокочастотной электроники для эксплуатации в системах с повышенными значениями показателя «мощность-частота» (до 104 Вт за 10-11 с); • датчиков основных функциональных величин (температуры, давления, потока) для эксплуатации в условиях высоких температур (более 400°С) , радиации (до 1016 нейтронов/см2 ), агрессивных сред; • cветоизлучающих низковольтных (2–3 В) ресурсосберегающих светотехнических систем. Достижение указанных целей позволит обеспечить технологическую независимость и конкурентоспособность России в стратегически и экономически эффективных наукоемких областях при создании техники нового поколения с ранее недостижимыми энергетическими, частотными, массогабаритными параметрами, режимами и условиями эксплуатации.