Ukurannya kecil, dayanya besar, dan sangat efisien: Semikonduktor yang terbuat dari silikon karbida dapat membantu membawa elektronika daya dalam baterai dan sensor ke tingkat selanjutnya – memberikan kontribusi besar pada terobosan dalam kendaraan listrik dan mendukung digitalisasi industri.  
   
 

Semikonduktor yang terbuat dari silikon karbida (SiC) memproses listrik lebih efisien daripada semikonduktor tradisional dalam beberapa aplikasi penting. Oleh karena itu, teknologi baru ini sangat menarik bagi produsen kendaraan listrik: berkat penggunaan semikonduktor SiC, kontrol baterai yang lebih baik membantu menghemat energi, sehingga secara signifikan meningkatkan masa pakai kendaraan listrik. Semikonduktor berbasis SiC juga memungkinkan pengisian daya yang lebih cepat. Saat ini, sudah banyak semikonduktor di setiap mobil listrik. Di masa depan, perangkat konversi SiC khususnya akan muncul karena keunggulannya dalam kecepatan switching, kehilangan panas, dan ukuran yang kompak. Perusahaan lain, seperti penyedia jaringan seluler, produsen ponsel pintar, dan industri otomasi, juga memiliki harapan besar pada mikrochip ini.
 

Keunggulan dan aplikasi semikonduktor SiC    
   

10 kali

Dibandingkan dengan semikonduktor silikon tradisional, semikonduktor elektronika daya SiC dapat dibuat dari material yang jauh lebih kecil. Hal ini dimungkinkan karena semikonduktor SiC memiliki bandwidth yang lebih besar, sehingga memungkinkan konversi energi listrik dengan kehilangan panas yang lebih sedikit. Semikonduktor silikon harus jauh lebih besar untuk mencapai kinerja yang sama.

 
 

Diskon hingga 50%

Kehilangan panas terjadi pada semikonduktor SiC dibandingkan dengan semikonduktor konvensional yang terbuat dari silikon. Oleh karena itu, area aplikasi penting untuk semikonduktor SiC adalah elektronika daya, yaitu konversi energi listrik menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh perangkat. Misalnya, untuk laptop, semikonduktor tersembunyi di dalam transformator pengisi daya. Sejauh ini, semikonduktor silikon sebagian besar telah digunakan untuk tujuan ini, tetapi semikonduktor tersebut memancarkan sejumlah besar energi sebagai panas. Dengan menggunakan semikonduktor silikon karbida, kehilangan panas sangat berkurang dan lebih banyak energi tersedia untuk pengisian daya.  
 
 
  300–500％  

Transistor SiC juga dapat meningkatkan frekuensi switching dibandingkan dengan transistor silikon. Ini adalah alasan lain mengapa semikonduktor SiC dapat digunakan untuk membuat komponen dengan ukuran yang jauh lebih kecil.  
 
 
 

10% untuk 15%

Semikonduktor SiC dapat memungkinkan jangkauan yang lebih jauh untuk kendaraan listrik karena dapat mengubah energi dengan lebih efisien. Akibatnya, produsen mobil dapat memasang baterai yang lebih kecil di kendaraan listrik mereka. Ini merupakan keuntungan bagi produsen dan dapat memberikan momentum bagi industri ini.

 
 

Cocok untuk teknologi 5G modern

Semikonduktor SiC juga ideal. Jaringan ultra cepat akan membutuhkan daya dan kinerja yang sangat besar, terutama dari komponen infrastruktur seperti stasiun transmisi. Untuk mempercepat pengisian daya ponsel pintar, produsen mungkin akan menggunakan semikonduktor SiC di masa mendatang. Selain itu, semikonduktor baru ini ideal untuk pengisi daya nirkabel dan server pusat data.  
 
 

Kemungkinan tak terbatas

Semikonduktor SiC membuka jalan menuju digitalisasi proses industri. Misalnya, proses yang membutuhkan kecepatan sangat tinggi dari elektronika daya dapat didukung dengan lebih baik oleh sistem sensor yang lebih cepat. Penggunaan perangkat seluler yang dikendalikan 5G berbasis semikonduktor SiC juga menawarkan potensi besar untuk optimalisasi lebih lanjut dari Industri 4.0.

 

$ 412 miliar

Omzet seluruh industri semikonduktor tahun lalu. Semikonduktor SiC tetap menjadi produk khusus, dengan penjualan sekitar $500 juta. Namun, para ahli industri memperkirakan bahwa kendaraan listrik akan menyebabkan penjualan tumbuh pesat, sebesar 10% hingga 25% setiap tahun antara tahun 2020 dan 2022, dan lebih dari 40% pada tahun 2023.  
 
Pada dasarnya, semua semikonduktor terbuat dari kristal, yang dibuat dari bubuk (seperti silikon atau silikon karbida) pada suhu yang sangat tinggi. Kristal tersebut kemudian dipotong menjadi irisan tipis yang disebut wafer. Sirkuit elektronik yang sangat kompleks dapat diendapkan pada wafer, yang pada akhirnya membentuk perangkat mikroelektronik.  Produksi material semikonduktor SiC baru  
  lebih dari 50 tahun  
Banyak penelitian telah dilakukan tentang produksi semikonduktor silikon karbida dan pertumbuhan kristal silikon karbida, dan pertumbuhan kristal silikon karbida terutama menggunakan proses pengangkutan uap fisik (PVT). Kristal silikon karbida kecil dibuat pada suhu tinggi dan tekanan rendah. Partikel-partikel tersebut melewati gas pembawa menuju kristal benih yang lebih dingin, di mana kristalisasi terjadi karena supersaturasi.

 

2400 derajat Celsius

Hal ini diperlukan untuk proses pertumbuhan material kristal tunggal silikon karbida. Sebaliknya, kristal silikon konvensional hanya membutuhkan suhu sekitar 1,500 derajat.

 

10 untuk 14 hari

adalah waktu yang dibutuhkan untuk menumbuhkan kristal silikon karbida di dalam tungku. Hal ini, bersama dengan konsumsi energi yang jauh lebih tinggi, adalah salah satu alasan mengapa kristal silikon karbida lebih mahal daripada kristal silikon biasa, yang dapat ditumbuhkan dalam dua hari.

 

diameter 150mm

Ukuran wafer silikon karbida (SiC) saat ini adalah 200 mm. Segera, wafer SiC dengan diameter 200 mm akan diproduksi dalam skala industri. Pada saat itu, ukurannya akan mencapai standar industri berbasis silikon "tradisional", sehingga mencapai terobosan dalam produk elektronik berbasis SiC.