«PRESiCE позволит большему количеству компаний выйти на рынок SiC, потому что им не придется изначально разрабатывать собственный процесс проектирования и производства силовых устройств — дорогостоящая и трудоемкая инженерная работа», — говорит Джей Балига, заслуженный профессор университета. электротехники и вычислительной техники в штате Северная Каролина и ведущий автор статьи о PRESiCE, которая будет представлена в конце этого месяца. «Вместо этого компании могут использовать технологию PRESiCE для разработки собственных продуктов. Это хорошо для компаний, хорошо для потребителей и хорошо для вас.S. производство."
Силовые устройства состоят из диода и транзистора и используются для регулирования потока энергии в электрических устройствах.
На протяжении десятилетий в электронике использовались силовые устройства на основе кремния. Однако в последние годы некоторые компании начали использовать силовые устройства на основе SiC, которые имеют два ключевых преимущества.
Во-первых, силовые устройства SiC более эффективны, потому что транзисторы SiC теряют меньше энергии. Обычные кремниевые транзисторы теряют 10 процентов своей энергии на отходящее тепло. SiC-транзисторы теряют всего 7 процентов. Это не только более эффективно, но и означает, что разработчикам продуктов нужно меньше делать для охлаждения устройств.
Во-вторых, устройства SiC также могут переключаться на более высокой частоте. Это означает, что электроника, включающая SiC-устройства, может иметь конденсаторы и катушки индуктивности меньшего размера, что позволяет разработчикам создавать более легкие и компактные электронные изделия.
Но есть проблема.
До этого момента компании, которые разработали производственные процессы для создания силовых устройств на основе SiC, сохраняли свои процессы проприетарными, что затрудняло доступ других компаний к этой области.
Это ограничило участие других компаний и сохранило высокую стоимость SiC-устройств.
Исследователи из штата Северная Каролина разработали PRESiCE для устранения этого узкого места с целью снижения барьера входа в отрасль для компаний и увеличения количества инноваций.
Команда PRESiCE работала с литейным заводом X-Fab в Техасе над внедрением производственного процесса и теперь провела его аттестацию, показав, что он имеет высокий выход и четкое статистическое распределение электрических свойств для силовых устройств SiC, необходимых для того, чтобы сделать их привлекательными для промышленность.
«Если больше компаний будут вовлечены в производство силовых устройств на основе SiC, это увеличит объем производства на литейном производстве, что значительно снизит затраты», — говорит Балига.
Прямо сейчас SiC-устройства стоят примерно в пять раз дороже, чем кремниевые силовые устройства.
"Наша цель — снизить количество до 1.В 5 раз дороже кремниевых устройств », — говорит Балига. «Надеюсь, это положит начало« благотворному циклу »: более низкая стоимость приведет к более высокому использованию; более высокое использование ведет к большему объему производства; больший объем производства еще больше снижает затраты и т. Д. А потребители получают более качественный и энергоэффективный продукт."
Исследователи уже передали лицензию на процесс PRESiCE и дизайн микросхемы одной компании и ведут переговоры с несколькими другими.
«Я задумал разработку силовых полупроводниковых устройств с широкой запрещенной зоной (SiC) в 1979 году и продвигал эту технологию более трех десятилетий», — говорит Балига. "Теперь для меня большая честь создать PRESiCE как национальную технологию для производства устройств SiC для создания высокооплачиваемых рабочих мест в США.S. Мы надеемся, что наша технология может ускорить коммерциализацию SiC-устройств и внести свой вклад в конкурентоспособный производственный сектор здесь, в Великобритании.S.,"Балига говорит.
Доклад «ПРИСУТСТВИЕ: Технология производства электронных устройств на основе SiC» будет представлен на Международной конференции по карбиду кремния и родственным материалам, которая состоится в сентябре. 17-22 в Вашингтоне, D.C. Соавтором статьи является W. Сун, сейчас работает в Политехническом институте Государственного университета Нью-Йорка; K. Хан и Дж.
Хармон, доктор философии.D. студенты в штате Северная Каролина; и А. Такер и С. Сайед, который учится в NC State.
Работа была поддержана PowerAmerica, институтом производственных инноваций, финансируемым Министерством энергетики, который занимается расширением производства силовой электроники на основе полупроводников с широкой запрещенной зоной.