Son pequeños, potentes y extremadamente eficientes: los semiconductores fabricados con carburo de silicio pueden ayudar a llevar la electrónica de potencia en baterías y sensores al siguiente nivel, contribuyendo de manera importante a los avances en vehículos eléctricos y apoyando la digitalización de la industria.  
   
 

Los semiconductores de carburo de silicio (SiC) procesan la electricidad de forma más eficiente que los semiconductores tradicionales en algunas aplicaciones importantes. Por ello, esta nueva tecnología resulta de especial interés para los fabricantes de vehículos eléctricos: gracias al uso de semiconductores de SiC, un mejor control de la batería contribuye al ahorro energético, aumentando así significativamente la vida útil de los vehículos eléctricos. Los semiconductores basados ​​en SiC también permiten una carga más rápida. Actualmente, ya existen numerosos semiconductores en todos los coches eléctricos. En el futuro, los dispositivos de conversión de SiC, en particular, cobrarán protagonismo debido a sus ventajas en velocidad de conmutación, disipación de calor y tamaño compacto. Otras empresas, como los proveedores de redes móviles, los fabricantes de smartphones y la industria de la automatización, también tienen grandes expectativas puestas en estos microchips.
 

Ventajas y aplicaciones de los semiconductores de SiC    
   

10 equipos

En comparación con los semiconductores de silicio tradicionales, los semiconductores electrónicos de potencia de SiC se pueden fabricar con materiales mucho más pequeños. Esto es posible gracias a su mayor ancho de banda, que les permite convertir la energía eléctrica con menor pérdida de calor. Los semiconductores de silicio deben ser mucho más grandes para lograr el mismo rendimiento.

 
 

Descuento de hasta el 50%

En los semiconductores de carburo de silicio (SiC), se producen pérdidas de calor en comparación con los semiconductores convencionales de silicio. Por lo tanto, una importante área de aplicación para los semiconductores de SiC es la electrónica de potencia, es decir, la conversión de energía eléctrica en una forma utilizable por los dispositivos. En una computadora portátil, por ejemplo, el semiconductor se encuentra en el transformador del cargador. Hasta ahora, los semiconductores de silicio se han utilizado principalmente para este fin, pero emiten grandes cantidades de energía en forma de calor. El uso de semiconductores de carburo de silicio reduce considerablemente la pérdida de calor y permite disponer de más energía para la carga.  
 
 
  300–500％  

Los transistores de SiC también pueden aumentar la frecuencia de conmutación en comparación con los transistores de silicio. Esta es otra razón por la que los semiconductores de SiC se pueden utilizar para crear componentes de tamaño significativamente menor.  
 
 
 

10% a 15%

Los semiconductores de SiC podrían aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos gracias a su mayor eficiencia en la conversión de energía. Como resultado, los fabricantes de automóviles podrían instalar baterías más pequeñas en sus vehículos eléctricos. Esto representa una ventaja para todos los fabricantes y puede impulsar el sector.

 
 

Compatible con la tecnología 5G moderna.

Los semiconductores de SiC también son ideales. Las redes ultrarrápidas requerirán enormes cantidades de energía y rendimiento, especialmente de componentes de infraestructura como las estaciones de transmisión. Para que los teléfonos inteligentes se carguen más rápido, los fabricantes podrían usar semiconductores de SiC en el futuro. Además, estos nuevos semiconductores son ideales para cargadores inalámbricos y servidores de centros de datos.  
 
 

Posibilidades infinitas

Los semiconductores de SiC abren el camino a la digitalización de los procesos industriales. Por ejemplo, los procesos que requieren velocidades especialmente altas de la electrónica de potencia pueden optimizarse con sistemas de sensores más rápidos. El uso de dispositivos móviles controlados por 5G basados ​​en semiconductores de SiC también ofrece un gran potencial para la optimización de la Industria 4.0.

 

412 mil millones de dólares.

La facturación de toda la industria de semiconductores el año pasado. Los semiconductores de SiC siguen siendo un producto de nicho, con ventas de aproximadamente 500 millones de dólares. Sin embargo, los expertos del sector prevén que los vehículos eléctricos impulsarán un rápido crecimiento de las ventas, entre un 10 % y un 25 % anual entre 2020 y 2022, y de más del 40 % para 2023.  
 
Básicamente, todos los semiconductores se fabrican a partir de cristales, que se obtienen a partir de polvo (como silicio o carburo de silicio) a temperaturas muy elevadas. Estos cristales se cortan en láminas delgadas llamadas obleas. Sobre estas obleas se pueden depositar circuitos electrónicos muy complejos, dando lugar a dispositivos microelectrónicos.  Producción de nuevos materiales semiconductores de SiC  
  hace más de 50 años  
Se han realizado numerosas investigaciones sobre la producción de semiconductores de carburo de silicio y el crecimiento de cristales de carburo de silicio. El crecimiento de estos cristales se realiza principalmente mediante el proceso de transporte físico de vapor (PVT). Los cristales pequeños de carburo de silicio se forman a altas temperaturas y bajas presiones. Las partículas pasan a través del gas portador hasta el cristal semilla, que se encuentra a menor temperatura, donde se produce la cristalización debido a la sobresaturación.

 

Grados Celsius 2400

Es necesario para el proceso de crecimiento del material monocristalino de carburo de silicio. En cambio, los cristales de silicio convencionales solo requieren temperaturas de alrededor de 1,500 grados.

 

10 a día 14

es el tiempo necesario para cultivar cristales de carburo de silicio en el horno. Esto, junto con un consumo de energía significativamente mayor, es una de las razones por las que son más caros que los cristales de silicio comunes, que se pueden cultivar en dos días.

 

150mm diámetro

Este es el tamaño de las obleas de carburo de silicio actuales. Próximamente, se producirán obleas de SiC con un diámetro de 200 mm a escala industrial. En ese momento, su tamaño alcanzará los estándares de la industria tradicional basada en silicio, lo que supondrá un gran avance en los productos electrónicos basados ​​en SiC.