前沿
美国北卡罗来纳州立大学推出新的碳化硅功率器件制造工艺和芯片设计
金泽

2017-09-18 | 前沿

【据美国北卡罗来纳州立大学网站2017年9月13日公告】美国北卡罗来纳州立大学的研究人员正在为碳化硅(SiC)功率器件推出新的制造工艺和芯片设计,碳化硅在使用电子产品的技术中可更有效地调节功率。名为PRESiCETM的生产过程是在PowerAmerica研究所的支持下开发的,后者由美国能源部资助成立,旨在使企业更容易进入SiC市场并开发新产品。

几十年来,电子产品使用硅基功率器件。近年来,一些公司已经开始使用SiC功率器件,后者具备两个主要优点。首先,SiC功率器件效率更高,因为SiC晶体管功耗更低。传统硅晶体管损失了10%的能量,以生产废热;SiC晶体管仅损失7%。这不仅更具效率,而且意味着产品设计师在解决设备的冷却问题时需要做的更少。第二,SiC器件能够以更高的频率进行切换。这意味着包含SiC器件的电子产品只需更小的电容器和电感器,从而允许设计人员创建更小更轻的电子产品。

但到目前为止,已经开发SiC功率器件制造工艺的公司将其工艺流程保留下来,使其他公司难以进入该领域。这限制了其他公司的参与,使得SiC器件成本难以下降。

北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了PRESiCETM以解决这个瓶颈。PRESiCETM团队与德克萨斯州一家名为X-Fab的铸造厂合作实施制造过程,现在已获得认证;表明该生产过程具有高产量,且SiC功率器件的电气性能具备严格的统计分布,使其对工业界具备吸引力。

当前,SiC器件的成本是硅功率器件的五倍,PRESiCETM团队的目标是将其降至硅基器件的1.5倍,从而启动SiC器件应用的良性循环。研究人员已经向一家公司授权了PRESiCETM流程和芯片设计,并与数家其他公司进行了会谈。

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