{"id":370,"date":"2024-11-26T01:50:56","date_gmt":"2024-11-26T01:50:56","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideplate.net\/?p=370"},"modified":"2024-11-26T01:50:57","modified_gmt":"2024-11-26T01:50:57","slug":"les-principes-fondamentaux-de-la-technologie-des-puces-en-carbure-de-silicium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/the-fundamentals-of-silicon-carbide-sic-chip-technology\/","title":{"rendered":"Les fondements de la technologie des puces en carbure de silicium (SiC)"},"content":{"rendered":"<p>Le march\u00e9 des v\u00e9hicules \u00e9lectriques entra\u00eene une augmentation de la demande de composants SiC. Malheureusement, les conceptions de circuits imprim\u00e9s existantes ont souvent du mal \u00e0 les int\u00e9grer.<\/p>\n<p>Les puces SiC se caract\u00e9risent par une faible r\u00e9sistance de drain-source qui r\u00e9duit le gaspillage d'\u00e9nergie et am\u00e9liore l'efficacit\u00e9 du syst\u00e8me, ce qui permet une conception plus petite \u00e0 puissance \u00e9gale.<\/p>\n<p>Wolfspeed, onsemi et ROHM sont parmi les principaux acteurs qui stimulent la croissance des revenus en augmentant la capacit\u00e9 interne de production de plaquettes pour tirer parti d'un march\u00e9 en expansion.<\/p>\n<h2>L'avenir des micropuces<\/h2>\n<p>Les micropuces repr\u00e9sentent l'innovation dans ce qu'elle a de meilleur. Qu'il s'agisse de l'\u00e9lectronique domestique, des voitures, des r\u00e9frig\u00e9rateurs ou des appareils \u00e9lectrom\u00e9nagers, nos vies d\u00e9pendent fortement des micropuces, car elles jouent un r\u00f4le essentiel dans la technologie qui les fait toutes progresser. Elles s'adaptent et \u00e9voluent constamment avec les tendances technologiques ; il est donc essentiel que nous comprenions \u00e0 la fois leurs principes fondamentaux et les tendances futures qui fa\u00e7onnent ce domaine d'innovation.<\/p>\n<p>Un nouveau prototype de puce innovante pourrait ouvrir la voie \u00e0 des appareils plus intelligents et ind\u00e9pendants du r\u00e9seau. Cette technologie pourrait permettre aux syst\u00e8mes militaires tels que les drones, les robots terrestres et les casques des soldats d'ing\u00e9rer des donn\u00e9es sans d\u00e9pendre d'une unit\u00e9 centrale de traitement ou d'un nuage pour les interpr\u00e9ter. En outre, les drones pourraient l'utiliser pour d\u00e9tecter plus rapidement les menaces, tout en aidant les soldats \u00e0 utiliser leur \u00e9quipement en toute s\u00e9curit\u00e9 dans les zones de combat.<\/p>\n<p>Les puces en silicium sont progressivement abandonn\u00e9es au profit d'alternatives plus \u00e9l\u00e9gantes et plus efficaces telles que le carbure de silicium (SiC) et les syst\u00e8mes sur puce (SoC), gr\u00e2ce \u00e0 l'explosion de la demande de v\u00e9hicules \u00e9lectriques. Les dispositifs SiC et SoC pr\u00e9sentent une conductivit\u00e9 thermique sup\u00e9rieure, une bande interdite plus large et une tension de claquage plus \u00e9lev\u00e9e que le silicium, ce qui permet d'augmenter l'autonomie par charge tout en r\u00e9duisant le co\u00fbt des batteries et le poids des v\u00e9hicules \u00e9lectriques.<\/p>\n<p>Le SiC est \u00e9galement tr\u00e8s prometteur pour les applications dans le domaine des \u00e9nergies renouvelables, notamment les onduleurs solaires et les convertisseurs d'\u00e9oliennes, en raison de son efficacit\u00e9 et de sa fiabilit\u00e9 sup\u00e9rieures, ce qui incite les fabricants \u00e0 accro\u00eetre leurs capacit\u00e9s de production de semi-conducteurs de puissance en SiC afin de r\u00e9pondre \u00e0 une demande sans cesse croissante pour ces dispositifs.<\/p>\n<h2>V\u00e9hicules \u00e9lectriques<\/h2>\n<p>Avec l'augmentation de la p\u00e9n\u00e9tration des v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE), la demande de plaquettes de SiC va exploser, car les constructeurs automobiles int\u00e8grent cette technologie dans leurs v\u00e9hicules. Les acteurs en place devraient se concentrer sur l'am\u00e9lioration des technologies et de la comp\u00e9titivit\u00e9 des co\u00fbts pour conserver leur position de leader, tandis que les acteurs \u00e9mergents devraient investir dans l'apprentissage it\u00e9ratif pour rattraper leur retard.<\/p>\n<p>Les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques exceptionnelles du SiC permettent d'acc\u00e9l\u00e9rer les vitesses de commutation et la conversion de l'\u00e9nergie dans les syst\u00e8mes d'alimentation des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, ce qui permet d'augmenter l'autonomie avec une seule charge et d'acc\u00e9l\u00e9rer l'adoption des v\u00e9hicules \u00e9lectriques par les consommateurs. Le SiC facilite \u00e9galement les temps de charge rapides, ce qui r\u00e9duit le temps de charge et am\u00e9liore l'exp\u00e9rience de l'utilisateur.<\/p>\n<p>La tension de claquage \u00e9lev\u00e9e et la faible r\u00e9sistance \u00e0 l'enclenchement du SiC sont id\u00e9ales pour am\u00e9liorer les syst\u00e8mes de contr\u00f4le des moteurs des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, en r\u00e9duisant les pertes globales du syst\u00e8me et le co\u00fbt total de possession. En outre, le SiC peut supporter des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es afin de simplifier les syst\u00e8mes d'alimentation tout en r\u00e9duisant le poids et le volume, ce qui permet de r\u00e9duire les co\u00fbts sur toute la dur\u00e9e de vie d'un v\u00e9hicule.<\/p>\n<p>Pour maximiser les avantages potentiels du SiC, les concepteurs de syst\u00e8mes doivent proc\u00e9der \u00e0 une refonte compl\u00e8te, y compris des pilotes de grille, des capteurs de courant, des condensateurs, des magn\u00e9tiques et des connecteurs. Wolfspeed et Arrow Electronics ont collabor\u00e9 sur une plate-forme d'\u00e9valuation con\u00e7ue sp\u00e9cifiquement pour acc\u00e9l\u00e9rer ce processus et aider les architectes de syst\u00e8mes \u00e0 s\u00e9lectionner les dispositifs SiC adapt\u00e9s \u00e0 leur application sp\u00e9cifique.<\/p>\n<h2>A\u00e9rospatiale<\/h2>\n<p>L'industrie a\u00e9rospatiale comprend la conception et la production d'avions, d'engins spatiaux, de satellites, de missiles et d'armements destin\u00e9s aux compagnies a\u00e9riennes commerciales, aux soci\u00e9t\u00e9s spatiales priv\u00e9es et aux organisations militaires. Elle est stimul\u00e9e par les innovations technologiques ainsi que par l'augmentation de la demande de voyages et les tensions g\u00e9opolitiques qui font peser des menaces.<\/p>\n<p>Les ing\u00e9nieurs travaillant dans l'a\u00e9rospatiale utilisent des programmes complexes de conception assist\u00e9e par ordinateur (CAO) pour cr\u00e9er de nouvelles conceptions d'a\u00e9ronefs et d'engins spatiaux. En outre, ils effectuent des simulations de vol, de syst\u00e8me de propulsion et de stress\/fatigue dans l'environnement afin d'identifier les domaines susceptibles d'\u00eatre am\u00e9lior\u00e9s.<\/p>\n<p>La recherche sur le carbure de silicium (SiC) de la NASA Glenn vise \u00e0 produire les premiers prototypes de capteurs et de circuits int\u00e9gr\u00e9s fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de plaquettes de SiC achet\u00e9es dans le commerce, capables de fonctionner de mani\u00e8re fiable dans des conditions a\u00e9rospatiales plus extr\u00eames que l'\u00e9lectronique conventionnelle. Ces recherches sont men\u00e9es dans le laboratoire de fabrication de microsyst\u00e8mes situ\u00e9 au sein du Glenn Research Center.<\/p>\n<p>La tol\u00e9rance \u00e0 la temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e du SiC le rend adapt\u00e9 aux solutions de gestion de l'\u00e9nergie l\u00e9g\u00e8res qui r\u00e9duisent la consommation de carburant et les \u00e9missions dans les industries a\u00e9ronautiques, tandis que la conception unique de sa grille le rend plus r\u00e9sistant aux \u00e9v\u00e9nements d'ionisation transitoire dans les semi-conducteurs de puissance NMOS, r\u00e9duisant ainsi le courant de fuite avec une fluence de particule accrue. En outre, le SiC offre des liaisons atomiques plus fortes que le silicium, ce qui lui permet de r\u00e9sister aux dommages caus\u00e9s par les rayonnements gamma qui frappent une couche d'oxyde ou l'interface oxyde\/semiconducteur des dispositifs - le SiC est donc un excellent choix de mat\u00e9riau pour les dispositifs r\u00e9sistants aux rayonnements, comme les JFET, par rapport au silicium.<\/p>\n<h2>Efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique<\/h2>\n<p>La demande du march\u00e9 pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques et les syst\u00e8mes de stockage d'\u00e9nergie augmente, tout comme les forces du march\u00e9 qui exigent des micropuces plus efficaces et plus fiables. Les principaux fabricants de puces ont r\u00e9agi en augmentant la production de dispositifs de puissance en carbure de silicium (SiC) pour r\u00e9pondre \u00e0 ce besoin croissant.<\/p>\n<p>Le SiC est le mat\u00e9riau semi-conducteur id\u00e9al pour l'\u00e9lectronique de puissance en raison de ses faibles pertes de commutation et de conduction, qui r\u00e9duisent consid\u00e9rablement les pertes d'\u00e9nergie au cours des processus de conversion de l'\u00e9nergie et se traduisent par une plus grande efficacit\u00e9 et des co\u00fbts d'exploitation plus faibles pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques, tout en diminuant les \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre. Cela rend la possession d'un v\u00e9hicule \u00e9lectrique plus rentable tout en r\u00e9duisant les \u00e9missions de gaz \u00e0 effet de serre.<\/p>\n<p>SiC transistors are less susceptible than their silicon counterparts to \u201cbody diode bipolar degradation\u201d effects, which occur when thermally liberated electrons flood a device, gathering at base plane dislocations and filling its active area, thus impeding current flow and diminishing performance.<\/p>\n<p>Les dispositifs SiC de Wolfspeed utilisent une nouvelle technologie innovante qui \u00e9limine cet effet en contr\u00f4lant l'accumulation des porteurs de charge dans la r\u00e9gion corps-diode, \u00e9liminant ainsi compl\u00e8tement cet effet. Cette technologie a \u00e9t\u00e9 test\u00e9e avec succ\u00e8s \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, \u00e0 l'exposition aux radiations et dans d'autres environnements industriels difficiles. Gr\u00e2ce \u00e0 l'ensemble complet de conceptions de r\u00e9f\u00e9rence de Wolfspeed, au kit d'\u00e9valuation modulaire et aux outils de simulation de conception \u00e0 leur disposition, les concepteurs peuvent rapidement s\u00e9lectionner le dispositif appropri\u00e9 pour leur application, les concepteurs peuvent rapidement s\u00e9lectionner un dispositif appropri\u00e9 pour leur syst\u00e8me tout en tirant parti des \u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es gr\u00e2ce \u00e0 l'optimisation de la taille physique\/de la disposition tout en explorant diverses topologies\/optimisations de conception\/optimisations\/topologies\/optimisations tout en explorant diverses topologies\/optimisations\/topologies exp\u00e9rimentales\/optimisations de conception\/topologies exp\u00e9rimentales\/optimisations de conception\/optimisations de conception\/optimisations de conception\/outils exp\u00e9rimentaux pour l'exp\u00e9rimentation\/plate-forme exp\u00e9rimentale\/plate-forme\/kit\/simulateur de conception.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>The electric vehicle market is driving increased demand for SiC components. 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