Coherent SiC - en ledare inom material, nätverk och lasrar

Coherent sic är en global ledare inom material-, nätverks- och laserteknik. Deras innovativa erbjudanden driver på marknadens megatrender samtidigt som de uppfyller sitt uppdrag att hjälpa till att skapa en säkrare, hälsosammare och närmare värld som fungerar mer effektivt.

Nyligen meddelades att DENSO CORPORATION och Mitsubishi Electric Corporation investerat sammanlagt $1 miljard i sin verksamhet för halvledare av kiselkarbid för att påskynda produktionsexpansionen och möta den växande efterfrågan på SiC-strömförsörjningsenheter.

Kostnadseffektivitet

Coherent är branschledande inom design och tillverkning av kiselkarbid (SiC)-wafers. Deras högkvalitativa substrat används för tillverkning av olika enheter som använder SiC - såsom MOSFETs och IGBTs - vilket bidrar till att förlänga räckvidden för elfordon genom att minska värmeförlusterna; mer kompakta kylsystem gör det möjligt att spara utrymme och viktminskningar; slutligen möjliggör de också högre effekttäthet för ökad räckvidd för fordon.

De 200 mm stora wafrarna gör det möjligt för tillverkare att producera fler enheter på varje substrat, vilket ökar produktiviteten och sänker kostnaderna. Företaget levererar för närvarande substrat och epi-wafers i 350 mikrometer tjocklek för kritiska applikationer som elfordon, energiinfrastruktur och högeffektsladdare för elbilar.

Coherent erbjuder en arsenal av avancerade metoder för defektinspektion för att noggrant utvärdera SiC-wafers kvalitet. Detta inkluderar Coherent Fourier Spectroscopy (CFS), som är specialiserat på att lokalisera defekter med hög kontrast med minimala brusnivåer och stort skärpedjup, samtidigt som det kan upptäcka subtila defekter som är svåra att upptäcka med andra tekniker som svepelektronmikroskopi.

SiC-wafers från detta företag används för tillverkning av elektronik med bredbandsgap som förbättrar elbilars prestanda, minskar batteripaketets vikt och ökar laddstationernas effektivitet, samtidigt som de är mer energieffektiva än kiselchip och därmed sänker de totala ägandekostnaderna för elbilar.

Hög effekttäthet

Coherent erbjuder ett omfattande urval av laserprodukter som lämpar sig för olika tillämpningar. Deras produkter används ofta i tillverkningsmiljöer och ger avancerade funktioner som är nödvändiga för Industri 4.0. Dessa enheter bidrar till att förbättra produktiviteten, produktionskvaliteten och driftskostnaderna, vilket gör dem lämpliga för metallskärning, svetsning och märkning samt för många elektronik- och halvledarrelaterade användningsområden.

Koherent SiC är också lämpligt för UHV-transmissionsapplikationer (ultrahögspänning) på grund av sin höga effekttäthet, vilket bidrar till att påskynda införandet av elfordon och bidra till att skapa ett koldioxidneutralt samhälle - vilket leder till en förväntad kraftig ökning av den globala efterfrågan på SiC-enheter under de kommande åren.

SiC:s icke-degenererade orbital i grundtillståndet gör det till ett utmärkt material för att stödja spin-singlet-joner med långa T1-tider, vilket skapar 3A2-tillstånd med långa optiska hållivslängder som uppfyller olika applikationskrav.

Silicon Carbide LLC, ett amerikanskt dotterbolag till Coherent som tillverkar SiC-substrat och epiwafers, kommer att hjälpa DENSO, Mitsubishi Electric och Denso att uppfylla sina affärsmål att erbjuda miljövänliga lösningar för elfordon genom att garantera stabila inköp av SiC-wafers som är viktiga för batterier till elfordon. Dessutom kommer deras fokus på att uppnå avancerad tjockleks- och dopningsuniformitet att förbättra prestandan hos kraftanordningar och moduler för att stödja dessa mål.

Låg värmeledningsförmåga

I motsats till kisels högre värmeledningsförmåga har coherent sic betydligt lägre värden. Det gör den lämplig för tillämpningar där effektförlust är avgörande, t.ex. vid laddning av elfordon (EV). Den här tekniken har potential att minska laddningstiden med upp till 30% samt förbättra systemeffektiviteten och tillförlitligheten.

Coherent's nystartade dotterbolag har redan börjat leverera 150 mm och 200 mm substrat och epi-wafers från sitt nybildade SiC-dotterbolag till kunder för användning vid tillverkning av GaN-on-SiC krafthalvledarkomponenter för batteriladdare till elbilar och högeffektselektronik. Företagets SiC-substrat och epi-wafers är kända för sin överlägsna jämnhet i tjocklek och dopning, vilket påskyndar produktutveckling och produktionsprocesser.

Konsistent SiC ger inte bara förbättrad prestanda och tillförlitlighet, utan dess låga värmeledningsförmåga gör också att den kan användas vid mycket högre temperaturer än traditionella kiselbaserade krafthalvledare - en tillgång när den används i industriella lasertillämpningar som svetsning, skärning och borrning.

Coherent gör strategiska investeringar för att utöka sitt produktutbud och investerar i en vertikalt integrerad verksamhet som omfattar tillverkning av substrat och epiwafers samt enheter och moduler. Denso - en etablerad leverantör av kraftsystem till fordonsindustrin och industrin - och Mitsubishi Electric (ledande inom halvledartillverkning) kommer inledningsvis att fungera som kunder. Khan tror att dessa relationer kommer att ge Coherent maximalt lärande vid massproduktion av kraftkomponenter på SiC-substrat och epi-wafers.

Lång livslängd

Coherent har meddelat att man etablerat ett nytt dotterbolag med målet att utöka tillgången till SiC-kraftkomponenter till fler kunder. Denna verksamhet kommer att tillverka 150 mm och 200 mm kiselkarbidsubstrat och epi-wafers; leveranserna av de senare har redan påbörjats. Dessa epi-wafers har avancerade egenskaper för jämn tjocklek och dopning och bör bidra till att öka enheternas prestanda och tillförlitlighet.

Företaget arbetar också snabbt mot att skapa en fullskalig 8-tumsanläggning för tillverkning av SiC epi-wafers och kraftelektronik, för att möta konsumenternas efterfrågan på dessa viktiga enheter som driver konsumenternas acceptans av elfordon (EVs). De måste vara kostnadseffektiva och bekväma jämfört med konventionella bensinbilar när det gäller pris, driftskostnader, räckvidd och laddningstid för att elbilar ska få ett brett genomslag bland konsumenterna.

OPSL:er (optiska parametriska oscillatorer) har blivit en oumbärlig del av vardagen. Från life science-instrumentering och halvledarinspektion till fantastiska ljusshower och spektakulära utomhusdisplayer - över 100.000 OPSL:er har redan installerats i fält, med effekter från milliwatt upp till flera watt.

Opto-Plasma Source Lasers (OPSL), till skillnad från sina traditionella motsvarigheter, använder högkvalitativa kiselkarbid (SiC) kvantkomponenter som har långa spinn T1-tider och låg kärnspinndensitet för exceptionell tillförlitlighet och långa livslängder - viktiga egenskaper som har bidragit avsevärt till deras marknadsframgångar i många branscher.