Ahoana no fomba anaovan'ny SiC sy GaN revolisiona amin'ny fonosana semiconductor herinaratra

Mandalo fiovana goavana ny indostrian'ny semiconductor herinaratra vokatry ny fampiasana haingana ireo fitaovana wide-bandgap (WBG).Silisiôma Karbida(SiC) sy Gallium Nitride (GaN) no lohalaharana amin'ity revolisiona ity, ahafahan'ny fitaovana herinaratra taranaka manaraka manana fahombiazana ambony kokoa, fifindrana haingana kokoa, ary fampisehoana hafanana ambony kokoa. Ireo fitaovana ireo dia tsy vitan'ny hoe mamaritra indray ny toetran'ny herinaratra amin'ny semiconductors herinaratra fa mamorona fanamby sy fahafahana vaovao amin'ny teknolojia fonosana ihany koa. Ny fonosana mahomby dia tena ilaina mba hampiasana tanteraka ny fahafahan'ny fitaovana SiC sy GaN, hiantohana ny fahatokisana, ny fahombiazana ary ny faharetan'ny fampiasana amin'ny fampiharana mitaky toy ny fiara elektrika (EV), rafitra angovo azo havaozina, ary elektronika herinaratra indostrialy.

Ny tombony azo avy amin'ny SiC sy GaN

Efa am-polony taona maro no nibahan-toerana teny an-tsena ireo fitaovana mahazatra mampiasa herinaratra avy amin'ny silisiôma (Si). Na izany aza, rehefa mitombo ny fangatahana herinaratra avo kokoa, fahombiazana ambony kokoa, ary endrika kely kokoa, dia miatrika fetrany manokana ny silisiôma:

• Voltazy tapaka voafetra, ka mahatonga azy ho sarotra ny miasa soa aman-tsara amin'ny voltazy ambony kokoa.

• Hafainganam-pandeha miadana kokoa, mitarika amin'ny fitomboan'ny fatiantoka amin'ny fifandimbiasana amin'ny fampiharana amin'ny matetika avo lenta.

• Fitondran-tena mafana ambany kokoa, ka miteraka fiangonan'ny hafanana sy fepetra henjana kokoa amin'ny fampangatsiahana.

Ny SiC sy GaN, amin'ny maha-semiconductors WBG azy, dia mandresy ireto fetra ireto:

• sentoManolotra voltase breakdown avo lenta, conductivity mafana tena tsara (in-3–4 heny noho ny silikônina), ary fandeferana hafanana avo lenta, ka mahatonga azy io ho tsara indrindra amin'ny fampiharana mahery vaika toy ny inverter sy motera traction.

• GaNmanome fifindrana haingana dia haingana, fanoherana ambany, ary fivezivezen'ny elektrôna avo lenta, ahafahana mamadika herinaratra kely sy mahomby avo lenta miasa amin'ny matetika avo lenta.

Amin'ny alalan'ny fampiasana ireo tombony ara-pitaovana ireo, dia afaka mamolavola rafitra herinaratra mahomby kokoa, kely kokoa ny habeny ary azo itokisana kokoa ny injeniera.

Ny fiantraikany amin'ny fonosana herinaratra

Na dia manatsara ny fahombiazan'ny fitaovana amin'ny sehatry ny semiconductor aza ny SiC sy GaN, dia tsy maintsy mivoatra ny teknolojia fonosana mba handaminana ireo olana ara-pahasalamana, elektrika ary mekanika. Ireto misy zavatra tokony hodinihina:

1. Fitantanana ny hafanana
   Afaka miasa amin'ny mari-pana mihoatra ny 200°C ny fitaovana SiC. Tena ilaina ny fanariana hafanana mahomby mba hisorohana ny fihoaran'ny hafanana sy hiantohana ny fahatokisana maharitra. Tena ilaina ny fitaovana interface thermal (TIMs), ny substrates varahina-molybdenum, ary ny endrika fanaparitahana hafanana nohatsaraina. Ny fiheverana ny hafanana koa dia misy fiantraikany amin'ny fametrahana ny die, ny firafitry ny modules, ary ny haben'ny fonosana amin'ny ankapobeny.

2. Fahombiazan'ny herinaratra sy ny katsentsitra
   Ny hafainganam-pandehan'ny fifindran'ny GaN dia mahatonga ny parasitika fonosana - toy ny inductance sy ny capacitance - ho tena ilaina. Na dia ireo singa parasitika kely aza dia mety hiteraka overshoot voltage, interference electromagnetic (EMI), ary fatiantoka switching. Ny paikady fonosana toy ny flip-chip bonding, short current loops, ary ny embedded die configurations dia ampiharina hatrany mba hampihenana ny vokatry ny parasitika.

3. Fahatokisana mekanika
   Mora vaky ny SiC, ary mora andairan'ny tsindry ny fitaovana GaN-on-Si. Tsy maintsy mamaha ny tsy fitoviana amin'ny fivelaran'ny hafanana, ny fiolahana ary ny harerahana mekanika ny fonosana mba hihazonana ny fahamarinan'ny fitaovana rehefa miverimberina ny tsingerin'ny hafanana sy ny herinaratra. Ny fitaovana fametahana die tsy dia misy tsindry loatra, ny substrate mifanaraka amin'ny fenitra, ary ny famenoana matanjaka dia manampy amin'ny fampihenana ireo risika ireo.

4. Fampihenana sy fampidirana
   Ny fitaovana WBG dia ahafahana mampitombo ny hakitroky ny herinaratra, izay mampiroborobo ny fangatahana fonosana kely kokoa. Ny teknika fonosana mandroso—toy ny chip-on-board (CoB), ny fampangatsiahana roa sosona, ary ny fampidirana system-in-package (SiP)—dia ahafahan'ny mpamorona mampihena ny dian-tongotra sady mitazona ny fahombiazana sy ny fanaraha-maso ny hafanana. Ny miniaturization koa dia manohana ny fiasan'ny matetika avo kokoa sy ny valiny haingana kokoa amin'ny rafitra elektronika herinaratra.

Vahaolana amin'ny fonosana vao misondrotra

Nisy fomba fanamboarana fonosana maro nipoitra mba hanohanana ny fampiasana SiC sy GaN:

• Varahina Mifamatotra Mivantana (DBC)ho an'ny SiC: Manatsara ny fiparitahan'ny hafanana sy ny fahamarinan-toerana mekanika ny teknolojia DBC eo ambanin'ny fikorianan-drivotra avo.

• Endrika GaN-on-Si tafiditraIreo dia mampihena ny inductance parasitika ary ahafahana mifamadika haingana dia haingana ao anaty môdely compact.

• Famonosana Fitondran-tena Mafana Avo: Ny akora fanamboarana lasitra mandroso sy ny famenoana ambany tsy dia mihenjana dia misoroka ny triatra sy ny fisarahana eo ambanin'ny tsingerin'ny hafanana.

• Môdioly 3D sy Multi-ChipNy fampidirana ireo mpamily, sensor, ary fitaovana elektrika ao anaty fonosana tokana dia manatsara ny fahombiazan'ny rafitra ary mampihena ny toerana misy ny solaitrabe.

Ireo fanavaozana ireo dia manasongadina ny anjara toerana lehibe tanan'ny fonosana amin'ny fanokafana ny fahafaha-manao feno an'ny semiconductors WBG.

Famaranana

Manova tanteraka ny teknolojia semiconductor herinaratra ny SiC sy GaN. Ny toetrany elektrika sy mafana tsara dia ahafahan'ny fitaovana miasa haingana kokoa, mahomby kokoa ary afaka miasa amin'ny tontolo henjana kokoa. Na izany aza, ny fahazoana ireo tombontsoa ireo dia mitaky paikady fonosana mandroso mitovy amin'izany izay miresaka momba ny fitantanana ny hafanana, ny fahombiazan'ny herinaratra, ny fahatokisana mekanika ary ny fampihenana ny habeny. Ireo orinasa izay manavao amin'ny fonosana SiC sy GaN dia hitarika ny taranaka manaraka amin'ny elektronika herinaratra, manohana rafitra mahomby amin'ny angovo sy avo lenta amin'ny sehatry ny fiara, indostrialy ary angovo azo havaozina.

Raha fintinina, ny revolisiona eo amin'ny fonosana semiconductor herinaratra dia tsy azo sarahina amin'ny fiakaran'ny SiC sy GaN. Rehefa manohy manosika mankany amin'ny fahombiazana ambony kokoa, hakitroky ambony kokoa ary fahatokisana ambony kokoa ny indostria, ny fonosana dia hilalao anjara toerana lehibe amin'ny fandikana ny tombony ara-teorika amin'ny semiconductor wide-bandgap ho vahaolana azo ampiharina sy azo ampiasaina.