Инженерная ассоциация IEEE представила план развития широкозонных полупроводников

Силовая электроника на так называемых широкозонных полупроводниках ― это та копейка, которая рубль бережёт. Эффективность инверторов на ключах из карбида кремния или нитрида галлия достигает 99 %. И это не единственное их преимущество, хотя в свете тотальной электрификации транспорта эффективность ― это главное. Как этим распорядиться? Для этого институт IEEE подготовил трёхуровневую «дорожную карту».

Институт инженеров электротехники и электроники — IEEE — это некоммерческая ассоциация специалистов в области техники. На счету рабочих групп этой организации множество стандартов по радиоэлектронике, электротехнике и аппаратному обеспечению вычислительных систем и сетей. Всем привычный Wi-Fi, например, это серия стандартов IEEE 802.11х. Поэтому появление стандартов или рекомендаций IEEE в области развития и продвижения полупроводников с широкой запрещённой зоной можно только приветствовать.

Дискретные и интегрированные решения на широкозонных полупроводниках (WBG, wide bandgap) позволяют и позволят выпускать предельно компактные и эффективные преобразователи энергии для смартфонов, ноутбуков, серверов и бытовой электроники. Они найдут применение в системах питания электромобилей и в преобразователях энергии, полученной из возобновляемых источников (а там с мощностью или постоянством источников очень негусто, так что эффективность оправдает себя на все сто процентов).

Планы по оптимальному развитию WBG-решений и областей применения широкозонных полупроводников составили рабочие группы Общества IEEE PELS (Power Electronics Society). Это технологическая дорожная карта для силовых полупроводников с широкой запрещенной зоной или ITRW. «Цель этого документа ― ускорить процесс НИОКР, чтобы реализовать потенциал этой новой технологии».

Четыре направления ITRW включают области изучения подложек и отдельных элементов (транзисторов), конструкцию модулей и упаковку, решения и область применения полупроводников на основе нитрида галлия (GaN) и область применения полупроводников на основе карбида кремния (SiC). В разработке рекомендаций в этих областях участвуют эксперты со всего мира, в том числе материаловеды и инженеры, специалисты по устройствам и исследователи, политики и представители промышленности и научных кругов.

Представленные планы по продвижению широкозонных полупроводников разделены на краткосрочные (5 лет), средние (5–15 лет) и долгосрочные. Краткосрочные планы опираются на существующие продукты и приложения. Среднесрочные планы разъясняют пути наиболее успешной коммерциализации WBG-разработок, а долгосрочные планы посвящены перспективным разработкам, например, созданию интегрированных WBG-преобразователей. «Дорожная карта» не бесплатная. Только участники PELS получат её бесплатно. Для членов IEEE доступ к документу стоит $50, а для всех остальных ― по $250.

Добавим, стандартами в области широкозонных полупроводников также занимается комитет JEDEC, и его рабочие группы уже достигли определённого успеха на этом пути.