シリコンカーバイドウェーハ成功の秘訣

シリコンカーバイドウェーハ成功の秘訣

私たちが今日使用しているほぼすべてのデバイスは半導体に依存しています。. 新しい技術の進歩には炭化ケイ素が必要です (SiC) 多くの要求の厳しい半導体アプリケーションで使用されます. その物理的および電子的特性により, SiC ベースのデバイスは、高温および高出力/高周波エレクトロニクスに適しています, EVの進歩を可能にする, 5G, とIoT技術. それらはエンドユーザーに多くの利点を提供しますが、, 高品質の SiC 基板の製造は、ウェーハ メーカーに多くの課題をもたらします。.

半導体は私たちの日常生活を改善します

私たちはゴードン・ムーアの法則に従い、かつては想像もできなかったレベルまで到達しました, そして半導体は私たちの働き方に革命をもたらしました, 通信する, 旅行, 遊ぶ, エネルギーを利用して病気を治療する. 日常生活で便利なデバイスを実現するだけではありません, しかし、よりコンパクトにもなります, 安い, そしてより強力な. 携帯電話の開発を例に挙げてみましょう, 例えば: 1980年代の最初の携帯電話は非常にかさばっていました, 車とほぼ同じ値段, そして約だけかかりました 30 充電にかかる分.

今日, 当社のスマートフォンは、通常のコンピュータとほぼ同じ性能を持ち、誰でもアクセスできる高度にインテリジェントなモバイル デバイスです。. 驚くべきことに, 最大の可能性はまだ先にある. テクノロジーの礎として, SiC ベースの半導体は今後も大きな進歩を遂げるでしょう: 業界全体を変革する, 航空宇宙、家庭用電化製品からエネルギー、医療まで。この変化の好例は自動車産業です。.

電気自動車は環境に優しいニッチ市場から日常的に好まれる代替品へと進化しました. この開発は、より強力な電気ドライブトレインによってサポートされました。, より高い電流とより効率的な回路を使用する. ここで炭化ケイ素が主役になります.

炭化ケイ素を選ぶ理由?

答えは簡単です: より高い電圧で, もっと力を, より効率的, 信頼性の向上. 産業界に限らず、, 半導体材料自体にも. 高まる電子機器の需要に応えるために, 炭化ケイ素は最先端の半導体に最適な基板材料となっています, 特にパワーエレクトロニクス機器.

絶縁破壊電界強度を高めることができます。 10 回, 耐電圧 15 回, そして熱伝導率は 3 回. さらに, 炭化ケイ素により、より高い動作温度が可能になります (シリコンの場合は 150 °C ですが、最大 400 °C) そして持っています 2-3 電流密度が2倍になる.

高温における炭化ケイ素半導体の性能, 高圧と電力により、複数の業界で需要が増加しています. 例えば, データセンターは電源として炭化ケイ素を使用しています, 冷却システムに必要な電力を大幅に削減.

さらに, 無停電電源装置 (UPS) システムは安定性を保証します, 安定したパワー. もう1つの例は5G基地局です。: 彼らはますます多くのデータを処理します, その結果、電力要件が増加します. 炭化ケイ素半導体はメガヘルツスイッチングに使用され、より小さなフォームファクターでより高い電力を提供します。.

炭化ケイ素が電気自動車の画期的な進歩を可能にする

特に自動車産業は炭化ケイ素の利点から恩恵を受けています。. ポルシェのようなメーカーは、炭化ケイ素半導体の効率が高いため、400 ボルトのバッテリーを 800 ボルトのバッテリーに変換できます。. これにより充電時間が短縮されます, バッテリーの小型化と航続距離の延長. SiC の恩恵を受けるその他のアプリケーション:

⊕ 車のバッテリー充電器: 外部ACをDCに変換してバッテリーを充電します, 威力を半減させることができる

⊕ オンボードDC/DCコンバータ: オンボードバッテリー電圧をクリーンな 12VDC バスに変換して、オンボード機器に電力を供給します

⊕ 電源システム: インバータ, モーターとドライブトレインを備えたその機械付属品. スイッチング損失は以下より小さい 80% サイズは次のように縮小されます 30%. 小型バッテリー (軽量化, 熱が少ない) バッテリー寿命が長くなりました

⊕ オフボード DC 急速充電器: 急速充電用のDC充電ステーション

業界が直面する課題

今後 5 年間で需要が大幅に増加すると予想される, 業界にとっての主な課題は、必要なウェーハの絶対数だけではありません, ウェーハの仕様も変化します. 厳しい公差と仕様により、現在および将来の製造方法が推進される. これらの課題を克服するにはイノベーションが不可欠です. 製造技術の変化を予測するための積極的なアプローチをとるには、プロセス エンジニアや R との深い関係が必要です。&信頼とノウハウをもとに次世代製品を開発.

市場がパワーデバイスとシリコンベースのデバイスの価格同等性を達成するのに苦労しているため、炭化ケイ素基板メーカーはプロセス効率を向上させ、ウェーハ製造コストを削減することに意欲を持っています。. 加えて, 需要の大幅な増加 (量産の加速, 新しい施設, 等) また、SiC ベースのアプリケーションに対する需要の急増に直面した世界的なサプライチェーンの制約により、製造プロセスの革新が必要となります。.