São pequenos, potentes e extremamente eficientes: os semicondutores feitos de carboneto de silício podem levar a eletrônica de potência em baterias e sensores a um novo patamar, contribuindo significativamente para avanços em veículos elétricos e apoiando a digitalização da indústria.  
   
 

Semicondutores feitos de carbeto de silício (SiC) processam eletricidade de forma mais eficiente do que os semicondutores tradicionais em algumas aplicações importantes. Essa nova tecnologia é, portanto, de particular interesse para fabricantes de veículos elétricos: graças ao uso de semicondutores de SiC, o controle aprimorado da bateria ajuda a economizar energia, aumentando significativamente a vida útil dos veículos elétricos. Semicondutores à base de SiC também permitem um carregamento mais rápido. Hoje, já existem muitos semicondutores em cada carro elétrico. No futuro, os dispositivos de conversão de SiC, em particular, ganharão destaque devido às suas vantagens em velocidade de comutação, dissipação de calor e tamanho compacto. Outras empresas, como operadoras de redes móveis, fabricantes de smartphones e a indústria de automação, também têm grandes expectativas em relação a esses microchips.
 

Vantagens e aplicações dos semicondutores de SiC    
   

vezes 10

Em comparação com os semicondutores de silício tradicionais, os semicondutores de potência de SiC podem ser fabricados com materiais muito menores. Isso é possível porque eles possuem uma largura de banda maior, permitindo a conversão de energia elétrica com menor perda de calor. Os semicondutores de silício precisam ser muito maiores para atingir o mesmo desempenho.

 
 

Reduza até 50%

Em semicondutores de carbeto de silício (SiC), as perdas de calor são maiores do que em semicondutores convencionais de silício. Portanto, uma importante área de aplicação para semicondutores de SiC é a eletrônica de potência, ou seja, a conversão de energia elétrica em uma forma utilizável por dispositivos. Em um laptop, por exemplo, o semicondutor fica oculto no transformador do carregador. Até então, semicondutores de silício eram os mais utilizados para essa finalidade, mas emitiam grandes quantidades de energia na forma de calor. Com o uso de semicondutores de carbeto de silício, a perda de calor é significativamente reduzida, disponibilizando mais energia para o carregamento.  
 
 
  300–500%  

Os transistores de SiC também podem aumentar a frequência de comutação em comparação com os transistores de silício. Esta é mais uma razão pela qual os semicondutores de SiC podem ser usados ​​para criar componentes de dimensões significativamente menores.  
 
 
 

10% a% 15

Os semicondutores de SiC podem permitir maior autonomia para veículos elétricos, pois convertem energia com mais eficiência. Como resultado, as montadoras podem instalar baterias menores em seus veículos elétricos. Isso é vantajoso para todos os envolvidos e pode impulsionar o setor.

 
 

Adequado para a moderna tecnologia 5G

Os semicondutores de SiC também são ideais. Redes ultrarrápidas exigirão quantidades massivas de energia e desempenho, especialmente de componentes de infraestrutura, como estações de transmissão. Para que os smartphones carreguem mais rapidamente, os fabricantes poderão usar semicondutores de SiC no futuro. Além disso, os novos semicondutores são ideais para carregadores sem fio e servidores de data center.  
 
 

Possibilidades infinitas

Os semicondutores de SiC abrem caminho para a digitalização de processos industriais. Por exemplo, processos que exigem velocidades particularmente altas da eletrônica de potência podem ser melhor suportados com sistemas de sensores mais rápidos. O uso de dispositivos móveis controlados por 5G baseados em semicondutores de SiC também oferece grande potencial para a otimização da Indústria 4.0.

 

US$ 412 bilhões

O faturamento de toda a indústria de semicondutores no ano passado. Os semicondutores de SiC continuam sendo um produto de nicho, com vendas de aproximadamente US$ 500 milhões. No entanto, especialistas do setor preveem que os veículos elétricos impulsionarão rapidamente as vendas, com crescimento anual de 10% a 25% entre 2020 e 2022, e superior a 40% até 2023.  
 
Basicamente, todos os semicondutores são feitos de cristais, que são produzidos a partir de pó (como silício ou carbeto de silício) em temperaturas muito altas. Os cristais são então cortados em fatias finas chamadas wafers. Circuitos eletrônicos muito complexos podem ser depositados sobre os wafers, formando, em última instância, dispositivos microeletrônicos.  Produção de novos materiais semicondutores de SiC  
  mais do que 50 anos  
Muitas pesquisas têm sido realizadas sobre a produção de semicondutores de carbeto de silício e o crescimento de cristais de carbeto de silício, sendo que o crescimento desses cristais utiliza principalmente o processo de transporte físico de vapor (PVT). Pequenos cristais de carbeto de silício são produzidos em altas temperaturas e baixas pressões. As partículas passam por um gás de arraste até um cristal semente mais frio, onde a cristalização ocorre devido à supersaturação.

 

Graus Celsius 2400

É necessário para o processo de crescimento do material monocristalino de carbeto de silício. Em contraste, os cristais de silício convencionais requerem apenas temperaturas de cerca de 1,500 graus.

 

10 aos dias 14

é o tempo necessário para o crescimento de cristais de carbeto de silício no forno. Isso, juntamente com o consumo de energia significativamente maior, é um dos motivos pelos quais eles são mais caros do que os cristais de silício comuns, que podem ser cultivados em dois dias.

 

150mm diâmetro

é o tamanho dos wafers de carbeto de silício mais recentes. Em breve, wafers de SiC com 200 mm de diâmetro serão produzidos em escala industrial. Nesse momento, seu tamanho atingirá os padrões da indústria "tradicional" baseada em silício, representando um avanço significativo em produtos eletrônicos de SiC.