Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 27
Еще пять лет назад я щупал полевые транзисторы на основе SiC от компании Cree. Это были самые крутые транзисторы на рынке. Они очень хорошо себя проявили в тестах на потери. Только вот цена их была заоблачной. Не знаю, как сейчас обстоит дело.
Я недавно читал интервью CEO Cree, он говорит, что все ещё существенно дороже кремния, но они быстро наращивают объемы, и многие конечные продукты можно делать дешевле. Они активно лезут в автопром, и если все получится нормально, то с тамошними объемами и для всех остальных должно стать сравнимо с кремнием.
Дай бог, чтобы у них получилось. Потому что материал действительно стоящий в силовой электронике, по сравнению с просто кремнием. Это можно сделать силовые блоки еще мощнее в тех же габаритах или еще компактнее и легче в тех же мощностях. Да и в случае с батарейным питанием это играет не последнюю роль.
Применяю SiC mosfet C2M1000170D (volfspeed-cree) 1700В, 5А, стоит 5$ на digikey 10$ на mouser, 790руб в ЧиДе. Так что цена на уровне обычных 1000-1200В мосфетов. Можно даже во флайбэки ставить)
Как итог: если берем сравнение не «SiC vs IGBT», а «устройство на SiC vs устройство на IGBT», то в большинстве случаев себестоимость устройства на SiC будет существенно ниже или в худшем случае такая же, но с гораздо лучшими ТТХ, например, по ресурсу и габаритам.Это ровно те слова, которые везде говорят представители Cree. Приятно услышать со стороны потребителей, что это действительно так.
SiC позволяет значительно повысить частоту работы преобразователя, а следовательно — уменьшить индуктивность дросселей и трансформаторов, а следовательно и их размер. Это ведет к значительному снижению стоимости.Благодаря увеличению КПД и росту частоты преобразования можно также существенно снизить массогабаритные параметры радиаторов, в некоторых случаях избавиться от активного охлаждения, уменьшить размеры корпуса изделия, что снова ведёт к удешевлению.
А если говорить об ИБП, уплотнение и снижение тепловой эмиссии позволит существенно сэкономить на кондиционировании и занимаемой площади в датацентрах.
офф Как-то встречалось, что в 1980-х советские ученые для венерохода разрабатывали электронику на полупроводниковых алмазах.
Не получится. 470°С и 90 атмосфер ещё недостаточно для синтеза алмазов.
Алмазная реанимация закона Мура habr.com/ru/post/285984
Нормально закрытые JFET тоже разрабатываются ...
У них "выращивается" исходно обеднённый канал и через затвор индуцируется проводимость как у FET?
А по поводу "подложка" — "тело" — "карман", наверное, надо сообразно контексту переводить. Раз так много случаев.
Спасибо за статью, было очень интересно, даже не столько из-за SiC сколько от рассмотрения различных силовых приборов с интересными иллюстрациями. А насчет SiC — похоже действительно материал очень даже пригодный и в отличии от GaN есть свой «родной» окисел. Единственно что у него очень много полиморфных модификаций, но видимо постепенно и это изящно научились контролировать)
SiO2 — не совсем «родной» окисел для карбида, но все же ситуация намного лучше, чем у других материалов. Я, кстати, видел статьи, где в качестве оксида для SiC используется Al2O3. Что касается модификаций, то да, 4H и 6H научились достаточно хорошо получать. Самое интересное будет, когда размер пластин с 100-150 мм на 200 смогут перевести — это должно радикально снизить цены.
Да, себестоимость должна уменьшиться. Кстати, в статье Вы вроде не затрагивали вопрос о радиационной стойкости приборов на SiC, будет ли он лучше в этом плане? Вроде как в широкозонных полупроводниках энергии образования структурных дефектов больше да и ионизовать их труднее, но с другой стороны в полевых приборах скорее важнее не сам полупроводник, а накопление заряда в изолирующих слоях.
Во-первых, хочу обратить внимание на то, что нет «радиационной стойкости материала», она есть только у вполне конкретных структур. Я могу, например, показать на кремнии функционально идентичные чипы со стойкостью по дозе, различающейся на шесть порядков — за счёт применения специальной схемотехники и топологии на примерно таком же техпроцессе. Если лезть в технологию, то можно добиться лучших результатов на той же схемотехнике.
Имеющиеся данные по радстойкости силовых приборов на SiC говорят примерно то же самое: она может различаться на порядки. Из узких мест необходимо отметить плохую границу карбида и оксида кремния, в которой под дозой накапливаются дефекты, сдвигающие порог транзистора, а также то, что в силовых приборах важно влияние катастрофических одиночных эффектов, приводящих к пробою подзатворного оксида и падению пробивного напряжения из-за накопления дефектов в активной области.
В целом известные мне результаты испытаний довольно хорошие, но не выдающиеся. Единственное, что точно можно сказать — есть потенциал и для использования в космосе, и для улучшения параметров, потому что сейчас речь идёт о тестах коммерчески доступных приборов, а не о разработке спецстойких. Хотя статья о замене SiO2 на Al2O3, которую я видел, она как раз про повышение радстойкости.
Имеющиеся данные по радстойкости силовых приборов на SiC говорят примерно то же самое: она может различаться на порядки. Из узких мест необходимо отметить плохую границу карбида и оксида кремния, в которой под дозой накапливаются дефекты, сдвигающие порог транзистора, а также то, что в силовых приборах важно влияние катастрофических одиночных эффектов, приводящих к пробою подзатворного оксида и падению пробивного напряжения из-за накопления дефектов в активной области.
В целом известные мне результаты испытаний довольно хорошие, но не выдающиеся. Единственное, что точно можно сказать — есть потенциал и для использования в космосе, и для улучшения параметров, потому что сейчас речь идёт о тестах коммерчески доступных приборов, а не о разработке спецстойких. Хотя статья о замене SiO2 на Al2O3, которую я видел, она как раз про повышение радстойкости.
Успехи Cree обусловлены ростовой технологией, созданной в ЛЭТИ Ю.М. Таировым, В.Ф. Цветковым и их коллегами, но почему-то это не афишируется, и здесь тоже не упомянуто. Вот статья.
Честно говоря, не вижу из статьи, как успехи Cree обусловлены чем-то, кроме их собственной многолетней упорной работы. Это примерно как если кто-то решит заняться карбидом кремния, прочитав эту статью, то все результаты будут моей заслугой. Я понимаю разочарование профессора Таирова, но говорить, что Cree ему чем-то обязаны, просто некрасиво.
Зато вижу очередную историю о том, как в СССР был погублен прекрасный научный задел.
Зато вижу очередную историю о том, как в СССР был погублен прекрасный научный задел.
Кстати, диоды на основе SiC применяются уже давно в силовой электронике. Помню ещё лет 6-8 назад применял диоды от Cree в мощных корректорах коэффициента мощности (PFC). Стоили они тогда примерно в два раза больше таких же кремниевых, но давали хороший прирост в КПД.
Да ведь даже казалось бы привычные частотники стали доступны простым людям не так давно, а оказалось что не так оно и просто. Но перспективы интересные,
Я возможно не все понял из написанного. Но все же спрошу:
Появились универсальные зарядки для бытовой электроники до ноутбуков включительно на CaN, и это революция.
Но ничего не слышно про подобные устройства на SiC. Почему так?
Появились универсальные зарядки для бытовой электроники до ноутбуков включительно на CaN, и это революция.
Но ничего не слышно про подобные устройства на SiC. Почему так?
Потому что на маленьких мощностях и низких напряжениях GaN выгоднее, чем SiC. У них сильно пересекающие, но все же разные сферы применения. SiC больше про высокие (650+) напряжения и большие мощности (датацентры, транспорт, энергетика), а GaN — про более высокие частоты (то есть компактные потребительские решения и питание небольших плат) и про СВЧ (а именно 5G).
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
SiC: микроэлектроника — это не только кремний