{"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":"grunderna-i-kiselkarbidteknik-for-sic-chip","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/the-fundamentals-of-silicon-carbide-sic-chip-technology\/","title":{"rendered":"Grunderna i chipteknik med kiselkarbid (SiC)"},"content":{"rendered":"<p>Marknaden f\u00f6r elfordon driver p\u00e5 en \u00f6kad efterfr\u00e5gan p\u00e5 SiC-komponenter. Tyv\u00e4rr har befintliga PCBA-konstruktioner ofta sv\u00e5rt att tillgodose dessa behov.<\/p>\n<p>SiC-chip har l\u00e5g on-resistans mellan drain och source, vilket minskar energisl\u00f6seriet och f\u00f6rb\u00e4ttrar systemeffektiviteten, vilket m\u00f6jligg\u00f6r en mindre formfaktor med samma uteffekt.<\/p>\n<p>Wolfspeed, Onsemi och ROHM \u00e4r n\u00e5gra av de viktigaste akt\u00f6rerna som driver int\u00e4ktstillv\u00e4xten genom att ut\u00f6ka den interna waferkapaciteten f\u00f6r att dra nytta av en v\u00e4xande marknad.<\/p>\n<h2>Mikrochipens framtid<\/h2>\n<p>Mikrochips representerar innovation n\u00e4r den \u00e4r som b\u00e4st. Fr\u00e5n hemelektronik och bilar till kylsk\u00e5p och vitvaror - v\u00e5ra liv \u00e4r starkt beroende av mikrochip eftersom de utg\u00f6r en viktig del av den teknik som driver allt fram\u00e5t. De anpassas och utvecklas st\u00e4ndigt i takt med de tekniska trenderna, och d\u00e4rf\u00f6r \u00e4r det oerh\u00f6rt viktigt att vi f\u00f6rst\u00e5r b\u00e5de deras grundl\u00e4ggande principer och de framtida trender som formar detta innovationsomr\u00e5de.<\/p>\n<p>Ett nytt innovativt prototypchip kan bana v\u00e4g f\u00f6r smartare, n\u00e4tverksoberoende enheter. Den h\u00e4r tekniken skulle kunna g\u00f6ra det m\u00f6jligt f\u00f6r milit\u00e4ra system som dr\u00f6nare, markrobotar och soldatheadset att ta in data utan att vara beroende av en central processorenhet eller ett moln f\u00f6r att f\u00f6rst\u00e5 den. Dessutom kan dr\u00f6nare anv\u00e4nda den f\u00f6r att snabbare uppt\u00e4cka hot samtidigt som soldaterna kan anv\u00e4nda utrustningen p\u00e5 ett s\u00e4kert s\u00e4tt i stridszoner.<\/p>\n<p>Kiselchip h\u00e5ller gradvis p\u00e5 att fasas ut till f\u00f6rm\u00e5n f\u00f6r snyggare och effektivare alternativ som kiselkarbid (SiC) och system-on-chip (SoC), tack vare en explosionsartad \u00f6kning av efterfr\u00e5gan p\u00e5 elfordon. SiC- och SoC-enheter har \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, bredare bandgap och h\u00f6gre genomslagssp\u00e4nning j\u00e4mf\u00f6rt med kisel, vilket f\u00f6rl\u00e4nger k\u00f6rstr\u00e4ckan per laddning samtidigt som batterikostnaderna och vikten p\u00e5 elfordon minskar.<\/p>\n<p>SiC \u00e4r ocks\u00e5 mycket lovande f\u00f6r till\u00e4mpningar inom f\u00f6rnybar energi - i synnerhet solcellsinverterare och vindkraftverk - tack vare sin \u00f6verl\u00e4gsna effektivitet och tillf\u00f6rlitlighet, vilket har f\u00e5tt tillverkarna att ut\u00f6ka sin produktionskapacitet f\u00f6r SiC-halvledare f\u00f6r att kunna m\u00f6ta den st\u00e4ndigt \u00f6kande efterfr\u00e5gan p\u00e5 dessa enheter.<\/p>\n<h2>Elektriska fordon<\/h2>\n<p>I takt med att elfordon blir allt vanligare kommer efterfr\u00e5gan p\u00e5 SiC-wafers att \u00f6ka kraftigt n\u00e4r biltillverkarna inf\u00f6rlivar tekniken i sina fordon. F\u00f6r att m\u00f6ta den \u00f6kande efterfr\u00e5gan kommer det att kr\u00e4vas betydande investeringar i produktionsanl\u00e4ggningar f\u00f6r 200 mm wafer. Befintliga akt\u00f6rer b\u00f6r fokusera p\u00e5 att f\u00f6rb\u00e4ttra teknik och kostnadskonkurrens f\u00f6r att beh\u00e5lla ledarskapet, medan nya akt\u00f6rer b\u00f6r investera i iterativt l\u00e4rande f\u00f6r att komma ikapp.<\/p>\n<p>SiC:s exceptionella elektriska egenskaper m\u00f6jligg\u00f6r snabbare v\u00e4xlingshastigheter och energiomvandling i kraftsystem f\u00f6r elfordon, vilket ger l\u00e4ngre r\u00e4ckvidd p\u00e5 en laddning och p\u00e5skyndar konsumenternas inf\u00f6rande av elfordon. SiC m\u00f6jligg\u00f6r ocks\u00e5 snabba laddtider som minskar laddningstiden f\u00f6r f\u00f6rb\u00e4ttrade anv\u00e4ndarupplevelser.<\/p>\n<p>SiC:s h\u00f6ga genombrottssp\u00e4nning och l\u00e4gre on-resistans \u00e4r idealiska f\u00f6r att f\u00f6rb\u00e4ttra styrsystemen f\u00f6r elbilsmotorer, vilket minskar de totala systemf\u00f6rlusterna och den totala \u00e4gandekostnaden. Dessutom klarar SiC h\u00f6gre temperaturer, vilket f\u00f6renklar kraftsystemen och minskar vikt och volym - vilket i slut\u00e4ndan s\u00e4nker kostnaderna under fordonets livsl\u00e4ngd.<\/p>\n<p>F\u00f6r att maximera de potentiella f\u00f6rdelarna med SiC m\u00e5ste systemkonstrukt\u00f6rer genomf\u00f6ra en fullst\u00e4ndig omkonstruktion, inklusive grinddrivrutiner, str\u00f6msensorer, kondensatorer, magneter och kontakter. Wolfspeed och Arrow Electronics har samarbetat kring en utv\u00e4rderingsplattform som \u00e4r speciellt utformad f\u00f6r att p\u00e5skynda denna process och hj\u00e4lpa systemarkitekter att v\u00e4lja ut l\u00e4mpliga SiC-enheter f\u00f6r sin specifika applikation.<\/p>\n<h2>Flyg- och rymdindustrin<\/h2>\n<p>Flyg- och rymdindustrin omfattar design och produktion av flygplan, rymdfarkoster, satelliter, missiler och vapen som anv\u00e4nds av kommersiella flygbolag, privata rymdf\u00f6retag och milit\u00e4ra organisationer. Den drivs av tekniska innovationer samt \u00f6kande efterfr\u00e5gan p\u00e5 resor och geopolitiska sp\u00e4nningar som utg\u00f6r hot.<\/p>\n<p>Ingenj\u00f6rer som arbetar inom flyg- och rymdindustrin anv\u00e4nder komplexa CAD-program (Computer Aided Design) f\u00f6r att skapa nya konstruktioner f\u00f6r flygplan och rymdfarkoster. Dessutom utf\u00f6r de simuleringar av flygning, framdrivningssystem och milj\u00f6belastning\/utmattning f\u00f6r att identifiera omr\u00e5den som kan f\u00f6rb\u00e4ttras.<\/p>\n<p>NASA Glenns forskning om kiselkarbid (SiC) syftar till att ta fram de f\u00f6rsta prototypsensorerna och integrerade kretsarna tillverkade av SiC-wafers som k\u00f6ps kommersiellt och som kan fungera tillf\u00f6rlitligt under mer extrema flygf\u00f6rh\u00e5llanden \u00e4n konventionell elektronik. Denna forskning utf\u00f6rs vid deras Microsystems Fabrication Laboratory som ligger inom Glenn Research Center.<\/p>\n<p>SiC:s h\u00f6gre temperaturtolerans g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r l\u00e4ttviktsl\u00f6sningar f\u00f6r str\u00f6mhantering som minskar br\u00e4nslef\u00f6rbrukningen och utsl\u00e4ppen inom flygindustrin, medan dess unika gate-design g\u00f6r det mer motst\u00e5ndskraftigt mot \u00f6verg\u00e5ende joniseringsh\u00e4ndelser i NMOS-krafthalvledare, vilket minskar l\u00e4ckstr\u00f6mmen med \u00f6kad partikelfluktuering. Dessutom har SiC starkare atombindningar \u00e4n kisel, vilket ger motst\u00e5ndskraft mot str\u00e5lningsskador som orsakas av gammastr\u00e5lar som tr\u00e4ffar ett oxidskikt eller oxid\/halvledargr\u00e4nssnittet i komponenterna - detta g\u00f6r SiC till ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r str\u00e5lningsh\u00e4rdade komponenter som JFETs j\u00e4mf\u00f6rt med kisel.<\/p>\n<h2>Energieffektivitet<\/h2>\n<p>I takt med att efterfr\u00e5gan p\u00e5 elfordon och energilagringssystem \u00f6kar, v\u00e4xer ocks\u00e5 marknadskrafterna som kr\u00e4ver effektivare och mer tillf\u00f6rlitliga mikrochip. Ledande chiptillverkare har svarat p\u00e5 detta v\u00e4xande behov genom att \u00f6ka produktionen av kiselkarbidbaserade (SiC) kraftkomponenter.<\/p>\n<p>SiC \u00e4r det perfekta halvledarmaterialet f\u00f6r kraftelektronik p\u00e5 grund av dess l\u00e5ga switch- och ledningsf\u00f6rluster, vilket avsev\u00e4rt minskar energif\u00f6rlusterna under kraftomvandlingsprocesser och leder till h\u00f6gre effektivitet och l\u00e4gre driftskostnader f\u00f6r elfordon samtidigt som utsl\u00e4ppen av v\u00e4xthusgaser minskar. Detta g\u00f6r \u00e4gandet av elbilar mer kostnadseffektivt samtidigt som utsl\u00e4ppen av v\u00e4xthusgaser minskar.<\/p>\n<p>SiC-transistorer \u00e4r mindre k\u00e4nsliga \u00e4n motsvarande kiseltransistorer f\u00f6r \"body diode bipolar degradation\"-effekter, som uppst\u00e5r n\u00e4r termiskt frigjorda elektroner \u00f6versv\u00e4mmar en enhet, samlas vid dislokationer i basplanet och fyller dess aktiva yta, vilket hindrar str\u00f6mfl\u00f6det och f\u00f6rs\u00e4mrar prestandan.<\/p>\n<p>Wolfspeeds SiC-enheter anv\u00e4nder en innovativ ny teknik som eliminerar denna effekt genom att kontrollera ackumuleringen av laddningsb\u00e4rare vid kropps-diodregionen, vilket eliminerar denna effekt helt. Den har testats mot h\u00f6ga temperaturer, str\u00e5lningsexponering och andra tuffa industriella milj\u00f6er med stor framg\u00e5ng. Med Wolfspeeds omfattande upps\u00e4ttning av referensdesigner, modul\u00e4ra utv\u00e4rderingskit och designsimulatorverktyg till sitt f\u00f6rfogande, kan konstrukt\u00f6rer snabbt v\u00e4lja en l\u00e4mplig enhet f\u00f6r sitt system och samtidigt dra nytta av kostnadsbesparingar genom optimering av fysisk storlek\/layout och samtidigt utforska olika topologier\/konstruktionsoptimeringar\/optimeringar\/topologier\/optimeringar och samtidigt utforska olika topologier\/optimeringar\/experimentella topologier\/konstruktionsoptimeringar\/experimentella topologier\/konstruktionsoptimeringar\/optimeringar\/optimeringar\/konstruktionsoptimeringar\/optimeringar\/konstruktionsoptimeringar\/experimentella verktyg f\u00f6r experiment\/experimentell plattform\/plattform\/kit\/konstruktionssimulator.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>The electric vehicle market is driving increased demand for SiC components. Unfortunately, existing PCBA designs often struggle to accommodate them. SiC chips feature low drain-source on-resistance that reduces energy waste and improves system efficiency, which allows a smaller form factor design with equal power output. Wolfspeed, onsemi and ROHM are among the key players driving&hellip;&nbsp;<a href=\"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/the-fundamentals-of-silicon-carbide-sic-chip-technology\/\" class=\"\" rel=\"bookmark\">L\u00e4s mer \"<span class=\"screen-reader-text\">Grunderna i chipteknik med kiselkarbid (SiC)<\/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-370","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=370"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":371,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/370\/revisions\/371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=370"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=370"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=370"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}