وہ چھوٹے، طاقتور اور انتہائی کارآمد ہیں: سلکان کاربائیڈ سے بنے سیمی کنڈکٹرز بیٹریوں اور سینسرز میں پاور الیکٹرانکس کو اگلی سطح تک لے جانے میں مدد کر سکتے ہیں - الیکٹرک گاڑیوں میں پیش رفت میں اہم کردار ادا کرتے ہیں اور صنعت کی ڈیجیٹلائزیشن کی حمایت کرتے ہیں۔  
   
 

سلیکون کاربائیڈ (SiC) سے بنے سیمی کنڈکٹر کچھ اہم ایپلی کیشنز میں روایتی سیمی کنڈکٹرز کے مقابلے میں زیادہ موثر طریقے سے بجلی پر عمل کرتے ہیں۔ اس لیے یہ نئی ٹیکنالوجی الیکٹرک گاڑیوں کے مینوفیکچررز کے لیے خاص دلچسپی رکھتی ہے: SiC سیمی کنڈکٹرز کے استعمال کی بدولت، بہتر بیٹری کنٹرول توانائی کو بچانے میں مدد کرتا ہے، اس طرح الیکٹرک گاڑیوں کی سروس لائف میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ SiC پر مبنی سیمی کنڈکٹرز بھی تیز چارجنگ کو فعال کرتے ہیں۔ آج، ہر الیکٹرک کار میں پہلے ہی بہت سے سیمی کنڈکٹر موجود ہیں۔ مستقبل میں، SIC کنورژن ڈیوائسز خاص طور پر سوئچنگ کی رفتار، گرمی کے نقصان اور کمپیکٹ سائز میں ان کے فوائد کی وجہ سے ابھریں گے۔ دیگر کمپنیاں، جیسے موبائل نیٹ ورک فراہم کرنے والے، اسمارٹ فون مینوفیکچررز اور آٹومیشن انڈسٹری کو بھی ان مائیکرو چپس سے بہت زیادہ امیدیں ہیں۔
 

SiC سیمی کنڈکٹرز کے فوائد اور استعمال    
   

10 اوقات

روایتی سلکان سیمی کنڈکٹرز کے مقابلے میں، SiC پاور الیکٹرانک سیمی کنڈکٹرز بہت چھوٹے مواد سے بنائے جا سکتے ہیں۔ یہ اس لیے ممکن ہے کیونکہ ان کے پاس بڑی بینڈوتھ ہے، جس سے وہ کم گرمی کے نقصان کے ساتھ برقی توانائی کو تبدیل کر سکتے ہیں۔ اسی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے سلیکون سیمی کنڈکٹرز بہت بڑے ہونے چاہئیں۔

 
 

50% تک کم کریں

سیلیکون سے بنے روایتی سیمی کنڈکٹرز کے مقابلے SiC سیمی کنڈکٹرز میں گرمی کا نقصان ہوتا ہے۔ لہذا، SiC سیمی کنڈکٹرز کے لیے ایک اہم ایپلی کیشن ایریا پاور الیکٹرانکس ہے، یعنی برقی توانائی کو آلات کے ذریعے قابل استعمال شکل میں تبدیل کرنا۔ لیپ ٹاپ کے لیے، مثال کے طور پر، سیمی کنڈکٹر چارجر کے ٹرانسفارمر میں چھپا ہوا ہے۔ اب تک، اس مقصد کے لیے بنیادی طور پر سلکان سیمی کنڈکٹرز استعمال کیے گئے ہیں، لیکن وہ بڑی مقدار میں توانائی بطور حرارت خارج کرتے ہیں۔ سلکان کاربائیڈ سیمی کنڈکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے، گرمی کا نقصان بہت کم ہوتا ہے اور چارج کرنے کے لیے زیادہ توانائی دستیاب ہوتی ہے۔  
 
 
  300-500 انچ  

SiC ٹرانجسٹر سلیکون ٹرانجسٹرز کے مقابلے میں سوئچنگ فریکوئنسی کو بھی بڑھا سکتے ہیں۔ یہ ایک اور وجہ ہے کہ SiC سیمی کنڈکٹرز کو نمایاں طور پر چھوٹے سائز کے اجزاء بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔  
 
 
 

10٪ 15 فیصد

SiC سیمی کنڈکٹرز الیکٹرک گاڑیوں کے لیے زیادہ رینج کو قابل بنا سکتے ہیں کیونکہ وہ توانائی کو زیادہ موثر طریقے سے تبدیل کر سکتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، کار ساز اپنی الیکٹرک گاڑیوں میں چھوٹی بیٹریاں لگا سکتے ہیں۔ یہ مینوفیکچررز کے لیے ایک جیت ہے اور اس سے صنعت کو رفتار مل سکتی ہے۔

 
 

جدید 5G ٹیکنالوجی کے لیے موزوں ہے۔

SiC سیمی کنڈکٹر بھی مثالی ہیں۔ الٹرا فاسٹ نیٹ ورکس کو بڑی مقدار میں طاقت اور کارکردگی کی ضرورت ہوگی، خاص طور پر بنیادی ڈھانچے کے اجزاء جیسے کہ ٹرانسمیشن اسٹیشن۔ اسمارٹ فونز کو تیزی سے چارج کرنے کے لیے، مینوفیکچررز مستقبل میں SiC سیمی کنڈکٹرز استعمال کر سکتے ہیں۔ مزید برآں، نئے سیمی کنڈکٹرز وائرلیس چارجرز اور ڈیٹا سینٹر سرورز کے لیے مثالی ہیں۔  
 
 

لامحدود امکانات

SiC سیمی کنڈکٹرز صنعتی عمل کو ڈیجیٹائز کرنے کا راستہ کھولتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایسے عمل جن کو پاور الیکٹرانکس سے خاص طور پر تیز رفتار کی ضرورت ہوتی ہے، تیز تر سینسر سسٹمز کے ساتھ بہتر طور پر سپورٹ کیا جا سکتا ہے۔ SiC سیمی کنڈکٹرز پر مبنی 5G کے زیر کنٹرول موبائل آلات کا استعمال بھی انڈسٹری 4.0 کو مزید بہتر بنانے کی بڑی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔

 

ارب 412 ڈالر

پچھلے سال پوری سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کا کاروبار۔ تقریباً$500 ملین کی فروخت کے ساتھ، SiC سیمی کنڈکٹرز ایک خاص پروڈکٹ بنے ہوئے ہیں۔ تاہم، صنعت کے ماہرین توقع کرتے ہیں کہ الیکٹرک گاڑیوں کی وجہ سے فروخت میں تیزی سے اضافہ ہو گا، 2020 اور 2022 کے درمیان سالانہ 10% سے 25% تک، اور 2023 تک 40% سے زیادہ۔  
 
بنیادی طور پر، تمام سیمی کنڈکٹرز کرسٹل سے بنائے جاتے ہیں، جو بہت زیادہ درجہ حرارت پر پاؤڈر (جیسے سیلیکون یا سلکان کاربائیڈ) سے بنائے جاتے ہیں۔ اس کے بعد کرسٹل کو باریک ٹکڑوں میں کاٹا جاتا ہے جسے ویفرز کہتے ہیں۔ بہت پیچیدہ الیکٹرانک سرکٹس کو ویفرز پر جمع کیا جا سکتا ہے، بالآخر مائیکرو الیکٹرانک آلات بنتے ہیں۔  نئے SiC سیمی کنڈکٹر مواد کی پیداوار  
  زائد 50 سال  
سلکان کاربائیڈ سیمی کنڈکٹرز کی پیداوار اور سلکان کاربائیڈ کرسٹل کی نشوونما پر کافی تحقیق کی گئی ہے، اور سلکان کاربائیڈ کرسٹل کی افزائش بنیادی طور پر فزیکل ویپر ٹرانسپورٹ (PVT) کے عمل کو استعمال کرتی ہے۔ چھوٹے سلکان کاربائیڈ کرسٹل اعلی درجہ حرارت اور کم دباؤ پر بنائے جاتے ہیں۔ ذرات کیریئر گیس کے ذریعے کولر سیڈ کرسٹل تک جاتے ہیں، جہاں سپر سیچوریشن کی وجہ سے کرسٹلائزیشن ہوتی ہے۔

 

2400 ڈگری سیلسیس

یہ سلکان کاربائڈ سنگل کرسٹل مواد کی ترقی کے عمل کے لئے ضروری ہے. اس کے برعکس، روایتی سلکان کرسٹل کو صرف 1,500 ڈگری درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔

 

10 14 دنوں تک

بھٹی میں سلکان کاربائیڈ کرسٹل اگانے کے لیے درکار وقت ہے۔ یہ، نمایاں طور پر زیادہ توانائی کی کھپت کے ساتھ، ایک وجہ یہ ہے کہ وہ عام سیلیکون کرسٹل سے زیادہ مہنگے ہیں، جو دو دن میں اگائے جا سکتے ہیں۔

 

قطر 150mm

حالیہ سلکان کاربائیڈ ویفرز کا سائز ہے۔ جلد ہی، صنعتی پیمانے پر 200 ملی میٹر قطر کے SiC ویفرز تیار کیے جائیں گے۔ اس وقت، ان کا سائز "روایتی" سلکان پر مبنی صنعت کے معیار تک پہنچ جائے گا، اس طرح SiC کی بنیاد پر الیکٹرانک مصنوعات میں ایک پیش رفت حاصل ہوگی۔