SIC Power Device的新制造工艺开启市场以更多的竞争

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杰伊巴利娜 bjbaliga@ncsu.edu. 919.515.6169.

哑光船员 matt_shipman@ncsu.edu. 919.515.6386.

北卡罗来纳州立大学的研究人员正在为碳化硅（SIC）电源装置推出新的制造工艺和芯片设计，可用于更有效地调节使用电子产品的技术的功率。这个过程 - 叫做屈服^TM值- 由由能源部资助的Poweramerica Institute的支持开发，使公司更容易进入SIC市场并开发新产品。

“蕾丝^TM值will allow more companies to get into the SiC market, because they won’t have to initially develop their own design and manufacturing process for power devices – an expensive, time-consuming engineering effort,” says Jay Baliga, Distinguished University Professor of Electrical and Computer Engineering at NC State and lead author of a paper on PRESiCE^TM值这将在本月晚些时候呈现。“这些公司可以使用休会^TM值技术开发自己的产品。这对公司有益，适合消费者，对美国制造有益。“

功率器件由二极管和晶体管组成，并且用于调节电气设备中的电力流动。几十年来，电子设备使用了基于硅的功率器件。然而，近年来，一些公司已经开始使用SIC Power Device，这具有两个关键优势。

首先，SIC电源设备更有效，因为SIC晶体管损失了更少的功率。传统的硅晶体管损失了它们的10％以浪费热量。SIC晶体管只能失去7％。这不仅更有效，而且意味着产品设计人员需要少完成解决设备的冷却。

其次，SIC器件还可以以更高的频率切换。这意味着包含SIC器件的电子器件可以具有较小的电容器和电感器 - 允许设计人员创建更小，更轻的电子产品。

但有问题。

截至目前，已开发创建SIC电源设备的制造流程的公司使其进程专有 - 其他公司难以进入该领域。这限制了其他公司的参与，并保持了SIC设备的高昂。

NC国家研究人员开发了抛售^TM值为了解决这个瓶颈，目的是降低进入公司的进入障碍和增加创新的障碍。

pres^TM值团队与德州的铸造厂合作，称为X-Fab，实施制造过程，现在已经合格，表明它具有使其对工业吸引力所需的SIC电源器件的高产和紧密统计分布。

“如果更多公司参与制造SIC电源设备，它将增加铸造厂的生产量，显着降低成本，”Baliga说。

目前，SIC设备比硅功率器件多约五倍。

“我们的目标是将其降低到硅设备成本的1.5倍，”Baliga说。“希望这将开始”良性循环“：较低的成本将导致使用更高;更高的使用导致更大的生产量;更大的生产量进一步降低了成本，等等。消费者获得更好，更节能的产品。“

研究人员已经获得了贷款^TM值流程和芯片设计到一家公司，并与其他几家交谈。

“我构思了1979年的宽带隙半导体（SIC）电力设备的发展，并一直在推广技术超过三十年，”Baliga说。“现在，我觉得有幸创造了休息^TM值作为国家制造SIC电源设备的技术，以在美国生产高薪工作。我们乐观地，我们的技术可以加快SIC器件的商业化，并在美国的竞争力的制造业贡献，“Baliga说。

本文，“pres^TM值: PRocess Engineered for manufacturing SiC Electronic-devices,” will be presented at the International Conference on Silicon Carbide and Related Materials, being held Sept. 17-22 in Washington, D.C. The paper is co-authored by W. Sung, now at State University of New York Polytechnic Institute; K. Han and J. Harmon, who are Ph.D. students at NC State; and A. Tucker and S. Syed, who are undergraduates at NC State.

该作品得到了Poweramerica，该专业人员资助制造业创新研究所的支持，专注于促进基于宽带隙的基于半导体的电力电子产品的制造。

- 船员 -

编辑注：研究摘要跟随。

“蕾丝^TM值：制造SIC电子设备的工艺设计“

作者：B.J.Baliga，K. Han，J. Harmon，A. Tucker和S. Syed，北卡罗来纳州立大学;纳米级科学州纽约理工学院学院州立大学W. Sung

提出了：9月17日至22日，碳化硅和相关材料国际会议，华盛顿州，D.C。

抽象的：PowerAmerica在2015年通过NCSU提供了NCSU的开发。该过程命名为PrienetM，成功地制作了1.2 kV最先进的设备（电源MOSFET，Accufet和JBS整流器）X-Fab Foundry。此外，我们成功地将JBS卷背整流器单独集成到功率MOSFET结构中，以创建功率JBSFET，允许节省重要（〜40％）的芯片面积并减少一半的封装数。在第二年（2016年）中，NCSU一直在符合X-FAB制造这些电力设备的过程。