Le carbure de silicium (SiC) est un mat\u00e9riau r\u00e9fractaire non oxyd\u00e9 de haute technologie, obtenu par fusion dans un four \u00e0 r\u00e9sistance \u00e9lectrique \u00e0 partir de sable de quartz de haute puret\u00e9 et de coke de p\u00e9trole \u00e0 faible teneur en cendres.<\/p>\n
Le co\u00fbt des mati\u00e8res premi\u00e8res a une incidence notable sur le prix de production du SiC, y compris dans le cadre des proc\u00e9d\u00e9s Acheson et Lely. Les d\u00e9penses \u00e9nerg\u00e9tiques ont \u00e9galement une incidence.<\/p>\n
Le carbure de silicium, dont la formule chimique est SiC, est un compos\u00e9 cristallin synth\u00e9tique extr\u00eamement dur et dense, compos\u00e9 de silicium et de carbone, utilis\u00e9 depuis la fin du XIXe si\u00e8cle pour diverses applications, notamment comme abrasif (par exemple dans le papier de verre), les meules et les outils de coupe ; mais aussi comme rev\u00eatement de fours industriels et d'\u00e9l\u00e9ments chauffants, ainsi que comme substrats semi-conducteurs dans les diodes \u00e9lectroluminescentes (LED).<\/p>\n
La qualit\u00e9 et le rendement du carbure de silicium d\u00e9pendent fortement de ses mati\u00e8res premi\u00e8res, ce qui n\u00e9cessite l'utilisation de sable de silice naturel de haute qualit\u00e9 et de quartz broy\u00e9 dont la teneur en SiO\u2082 devrait id\u00e9alement d\u00e9passer 99,7%, ainsi que de coke de p\u00e9trole \u00e0 faible teneur en cendres comme source de carbone \u2013 le charbon de bois ou l\u2019anthracite peuvent constituer des alternatives, mais ils ne pr\u00e9sentent pas la puret\u00e9 requise pour la fabrication de produits en carbure de silicium brut.<\/p>\n
L'inertie chimique du carbure de silicium en fait un excellent mat\u00e9riau pour la fabrication de r\u00e9fractaires r\u00e9sistants aux hautes temp\u00e9ratures, tels que les parois de chaudi\u00e8res, les briques \u00e0 damier, les moufles, les accessoires de four et les auges utilis\u00e9s dans les usines de purification du zinc. De plus, sa r\u00e9sistance m\u00e9canique, sa r\u00e9sistance \u00e0 l'usure et son faible coefficient de dilatation thermique en font \u00e9galement un mat\u00e9riau adapt\u00e9 \u00e0 la fabrication d'outils \u00e0 pointe.<\/p>\n
La duret\u00e9 et la stabilit\u00e9 du carbure de silicium \u00e0 des temp\u00e9ratures et des tensions \u00e9lev\u00e9es en font un composant indispensable pour les dispositifs semi-conducteurs de puissance, tels que les MOSFET et les IGBT. De plus, ses tensions de fonctionnement plus \u00e9lev\u00e9es et ses bandes passantes plus larges que celles des mat\u00e9riaux en silicium classiques permettent une conversion d\u2019\u00e9nergie plus efficace tout en r\u00e9duisant les pertes de puissance \u2013 ce qui en fait un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques, les syst\u00e8mes de communication 5G et les syst\u00e8mes de production d\u2019\u00e9nergie photovolta\u00efque.<\/p>\n
Le carbure de silicium n'est pr\u00e9sent \u00e0 l'\u00e9tat naturel qu'en quantit\u00e9s tr\u00e8s limit\u00e9es dans la moissanite, un min\u00e9ral opaque et transparent. Par cons\u00e9quent, le carbure de silicium doit \u00eatre produit artificiellement \u00e0 l'aide de m\u00e9thodes de production de masse, telles que le proc\u00e9d\u00e9 Acheson, afin de r\u00e9pondre \u00e0 la forte demande de l'industrie et d'autres secteurs d'application. L'un de ces proc\u00e9d\u00e9s consiste \u00e0 m\u00e9langer de la silice et du coke, puis \u00e0 les chauffer \u00e0 haute temp\u00e9rature afin de provoquer une r\u00e9action chimique \u00e0 cette temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, ce qui permet d'obtenir des cristaux de carbure de silicium.<\/p>\n
Le brut issu de ce proc\u00e9d\u00e9 est soigneusement broy\u00e9 et tri\u00e9, puis souvent broy\u00e9 \u00e0 nouveau avant d'\u00eatre soumis \u00e0 un traitement chimique visant \u00e0 lui conf\u00e9rer des propri\u00e9t\u00e9s sp\u00e9cifiques adapt\u00e9es \u00e0 diverses applications. Il peut par exemple \u00eatre transform\u00e9 en mat\u00e9riau d'isolation thermique, tel que des fibres c\u00e9ramiques destin\u00e9es aux appareils \u00e9lectroniques, ou en produits abrasifs durs.<\/p>\n
Le produit final issu du moulage par injection de c\u00e9ramique est un mat\u00e9riau c\u00e9ramique exceptionnellement solide, durable, r\u00e9sistant \u00e0 la corrosion et aux hautes temp\u00e9ratures, qui occupe la troisi\u00e8me place au classement des duret\u00e9s parmi les compos\u00e9s connus, apr\u00e8s le diamant et le nitrure de bore cubique. Ce mat\u00e9riau peut \u00eatre moul\u00e9 sous diverses formes pour des usages industriels, notamment pour la fabrication de meules et d'outils de coupe ; sa faible section efficace neutronique et sa r\u00e9sistance aux dommages caus\u00e9s par les rayonnements le rendent utile dans les applications li\u00e9es aux r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires ; en outre, il est largement utilis\u00e9 pour les applications abrasives ainsi que comme mat\u00e9riau r\u00e9sistant aux hautes temp\u00e9ratures, notamment comme d\u00e9soxydant dans les installations de fabrication de m\u00e9taux et pour diverses applications industrielles n\u00e9cessitant une r\u00e9sistance aux hautes temp\u00e9ratures.<\/p>\n
Les c\u00e9ramiques de carbure de silicium de haute qualit\u00e9 ont une incidence sur leur co\u00fbt global et rev\u00eatent une importance cruciale dans les applications o\u00f9 les performances sont primordiales, telles que les applications impliquant des boues denses et les conditions de pompage o\u00f9 la r\u00e9sistance \u00e0 l\u2019abrasion et \u00e0 la corrosion est essentielle. Le carbure de silicium se distingue par sa duret\u00e9 et son inertie chimique, qui le rendent adapt\u00e9 \u00e0 ces conditions exigeantes. En comparaison, le carbure de tungst\u00e8ne (WC) peut se fissurer en raison de son liant \u00e0 base de tungst\u00e8ne ; pour obtenir une r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion comparable, il faut recourir \u00e0 des additifs co\u00fbteux \u00e0 base de molybd\u00e8ne ou de chrome.<\/p>\n
Les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication utilis\u00e9s pour produire le carbure de silicium jouent \u00e9galement un r\u00f4le important dans sa qualit\u00e9 et son co\u00fbt. Le frittage par pressage \u00e0 chaud permet d'obtenir un mat\u00e9riau plus homog\u00e8ne que les proc\u00e9d\u00e9s Acheson et Lely ; le SiC fritt\u00e9 de meilleure qualit\u00e9 peut en outre \u00eatre usin\u00e9 avec pr\u00e9cision, tandis que sa conductivit\u00e9 thermique en fait un mat\u00e9riau id\u00e9al pour des applications exigeantes telles que les composants de fours et les rev\u00eatements de barri\u00e8re thermique.<\/p>\n
Les propri\u00e9t\u00e9s li\u00e9es \u00e0 sa large bande interdite font du carbure de silicium une technologie incontournable dans les v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u00e0 batterie, o\u00f9 elles permettent une densit\u00e9 de puissance par plaquette plus faible, des fr\u00e9quences de commutation plus \u00e9lev\u00e9es et des temps de recharge plus courts. Cependant, il peut s'av\u00e9rer difficile pour les fabricants de substrats en carbure de silicium de respecter les objectifs stricts de z\u00e9ro d\u00e9faut impos\u00e9s par l'industrie ; ils doivent s'assurer que leurs produits sont capables de r\u00e9sister \u00e0 des environnements et \u00e0 des processus de production difficiles en collaborant avec des fournisseurs proposant des solutions compl\u00e8tes.<\/p>\n
La production de carbure de silicium n\u00e9cessite d'\u00e9normes quantit\u00e9s d'\u00e9nergie et de temps, ce qui a un impact n\u00e9gatif sur l'environnement en raison des \u00e9missions de dioxyde de carbone et de la consommation d'eau. Il est donc essentiel que les mat\u00e9riaux utilis\u00e9s dans la fabrication du carbure de silicium proviennent de sources \u00e9cologiquement durables.<\/p>\n
La demande en carbure de silicium a explos\u00e9 \u00e0 l'\u00e9chelle mondiale, \u00e0 mesure que son utilisation se d\u00e9veloppe dans les domaines de l'\u00e9lectronique de puissance et de l'automobile. Les puces semi-conductrices en carbure de silicium permettent aux voitures de parcourir de plus longues distances avec une seule charge, r\u00e9duisant ainsi la consommation de carburant. Leur essor devrait stimuler l'int\u00e9r\u00eat pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques.<\/p>\n
Le carbure de silicium est un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les dispositifs de puissance en raison de sa r\u00e9sistance aux chocs thermiques et aux hautes tensions pr\u00e9sentes au sein de ces dispositifs, ainsi que de sa capacit\u00e9 \u00e0 fonctionner \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es que ses homologues traditionnels en silicium.<\/p>\n
Face \u00e0 la hausse de la demande en carbure de silicium, les fabricants ont commenc\u00e9 \u00e0 investir dans de nouvelles installations. Bosch a r\u00e9cemment agrandi son usine de plaquettes \u00e0 Reutlingen afin de produire des plaquettes de 8 pouces ; cela lui permettra de fabriquer de plus grandes quantit\u00e9s de semi-conducteurs par lot tout en r\u00e9duisant ses co\u00fbts.<\/p>\n
ROHM Co., Ltd (Japon), STMicroelectronics N.V (Suisse), Infineon Technologies AG (Allemagne), Semiconductor Components Industries LLC (\u00c9tats-Unis), WOLFSPEED INC (\u00c9tats-Unis) et GeneSiC Semiconductor Inc. (\u00c9tats-Unis). Chacune de ces entreprises a mis en \u0153uvre diverses strat\u00e9gies, telles que le lancement de produits, la conclusion de partenariats, la signature de contrats de collaboration, des acquisitions et des expansions, afin de renforcer leur position sur ce march\u00e9.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is a high-tech non-oxide refractory material produced through electric resistance furnace smelting of high purity quartz sand and low ash petroleum coke in an electric resistance furnace. Raw material costs have an effectful influence on the price of SiC production, including its Acheson and Lely processes. Energy expenses also have an influence.… Lire la suite \u00bbQuel est le prix du carbure de silicium ?<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-446","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/446","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=446"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/446\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":447,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/446\/revisions\/447"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=446"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=446"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=446"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}