Halfgeleiders worden in bijna elk gebied van de vermogenselektronica gebruikt, of het nu gaat om microprocessoren, microcontrollers, IGBT’s, zonnecellen of lichtgevende diodes. Om de ontwikkeling van veelbelovende technologieën zoals e-mobiliteit of fotovoltaïsche technologie verder te bevorderen, zijn bijzonder krachtige halfgeleiders nodig. De reden hiervoor is dat de benodigde ruimte en het gewicht laag moeten worden gehouden, terwijl de efficiëntie zo hoog mogelijk moet zijn. Conventionele halfgeleiders van zuiver silicium of germanium bereiken vaak hun grenzen. Hier komt een nieuw materiaal in beeld: siliciumcarbide.
Minder afvalwarmte, hoger rendement
Het belangrijkste voordeel van de samengestelde halfgeleider is het hoge rendement van de technologie. Dit komt omdat er minder energie verloren gaat in de vorm van afvalwarmte. Op het moment van uit- en inschakelen treden aanzienlijk lagere energieverliezen op dan bij conventionele halfgeleiders van zuiver silicium of germanium. Deze hogere vermogensdichtheid betekent dat er minder componenten hoeven te worden gebruikt om dezelfde prestaties te bereiken als voorheen. De technologie bespaart dus kostbare ruimte en gewicht – en verdubbelt dit zelfs, omdat er minder of geen koellichamen nodig zijn. In termen van e-mobiliteit betekent dit bijvoorbeeld een grotere actieradius voor voertuigen.Bovendien is siliciumcarbide ook bestand tegen hoge temperaturen en spanningen, waardoor het voorbestemd is voor gebruik in regeneratieve energieopwekking. Maar de samengestelde halfgeleider verbetert ook de prestaties van de technologie op andere gebieden zoals de IT-infrastructuur.
Kostbare productie in kleine hoeveelheden
Ondanks deze voordelen wordt siliciumcarbide nog steeds relatief zelden gebruikt in halfgeleiders omdat de componenten relatief duur zijn. Dit is vooral te wijten aan de kleine hoeveelheden waarin ze worden geproduceerd. Het productieproces is complex door de introductie van koolstofatomen in het kristallijne silicium. Aangezien dit veerkrachtige materiaal echter steeds meer ingang vindt, kan in de komende jaren een kostenverlaging worden verwacht – en daarmee een vooruitgang in de belangrijkste industrieën.reichelt elektronik biedt al Schottky diodes, MOSFET’s en SiC-cascodes van Infineon, STM, ROHM, Wolfspeed en UnitedSiC aan en breidt haar aanbod op dit gebied uit.
