Les puces en carbure de silicium devraient conna\u00eetre une expansion rapide au cours de la prochaine d\u00e9cennie en tant que composants cl\u00e9s des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, des stations de recharge et des centrales \u00e9lectriques. Mais l'augmentation de la production peut parfois s'av\u00e9rer difficile.<\/p>\n
Wolfspeed, STMicroelectronics et Allegro MicroSystems ont tous signal\u00e9 des probl\u00e8mes li\u00e9s \u00e0 la production de carbure de silicium dans leurs communiqu\u00e9s de r\u00e9sultats de cette semaine et ont donc vu leurs actions chuter de mani\u00e8re significative.<\/p>\n
Le carbure de silicium est un mat\u00e9riau dur dont l'indice sur l'\u00e9chelle de Mohs est de 9,5, le deuxi\u00e8me apr\u00e8s le diamant. Il pr\u00e9sente une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la compression et \u00e0 la traction, une excellente stabilit\u00e9 chimique et un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 des applications r\u00e9sistantes \u00e0 l'usure et \u00e0 la coupure, ainsi que de bonnes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et un point de fusion extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9 qui le rendent relativement r\u00e9sistant \u00e0 la chaleur et \u00e0 l'oxydation.<\/p>\n
Les meules et les outils de coupe utilisent souvent ce mat\u00e9riau polyvalent, notamment pour produire des meules polies destin\u00e9es \u00e0 la pierre, au verre, \u00e0 la c\u00e9ramique, \u00e0 la fonte et aux m\u00e9taux non ferreux. En outre, il est souvent choisi comme mat\u00e9riau de choix pour la coupe et le polissage de mat\u00e9riaux \u00e0 haute temp\u00e9rature comme le tungst\u00e8ne et le rh\u00e9nium.<\/p>\n
Le carbure de silicium existe en noir et en vert, deux vari\u00e9t\u00e9s de carbure de silicium alpha (a-SiC). Ces deux formes sont couramment utilis\u00e9es dans l'industrie car elles sont moins co\u00fbteuses que leur version fritt\u00e9e de qualit\u00e9 sup\u00e9rieure. Le carbure de silicium alpha pr\u00e9sente une structure cristalline hexagonale similaire \u00e0 celle de la wurtzite ; il se forme \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 1 700 degr\u00e9s Celsius ; sa t\u00e9nacit\u00e9 est sup\u00e9rieure \u00e0 celle du carbure de bore et il poss\u00e8de une r\u00e9sistance chimique sup\u00e9rieure.<\/p>\n
Le carbure de silicium b\u00eata (b-SiC) est une forme de carbure de silicium \u00e0 structure cristalline cubique, ce qui le rend apte \u00e0 \u00eatre fritt\u00e9 en diverses formes par des m\u00e9thodes telles que la presse \u00e0 sec, la presse isostatique \u00e0 chaud ou le moulage par injection. Ces caract\u00e9ristiques lui permettent de prendre des formes complexes sans compromettre la r\u00e9sistance ou la durabilit\u00e9. Il s'agit donc d'un mat\u00e9riau id\u00e9al pour les applications \u00e0 haute temp\u00e9rature et r\u00e9sistantes \u00e0 l'usure, telles que les pi\u00e8ces de classificateurs et de concasseurs, les buses de pulv\u00e9risation et de sablage et les composants r\u00e9sistants \u00e0 la chaleur, tels que les creusets de fusion des m\u00e9taux et les fours \u00e9lectriques. En outre, les semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium sont devenus le mat\u00e9riau de choix pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques hybrides afin d'accro\u00eetre l'efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique tout en r\u00e9duisant la complexit\u00e9 des syst\u00e8mes de refroidissement des batteries.<\/p>\n
Le carbure de silicium est l'un des mat\u00e9riaux les plus durs sur terre et n\u00e9cessite des lames \u00e0 pointe de diamant pour le couper. On le trouve \u00e0 l'\u00e9tat naturel dans les d\u00e9p\u00f4ts min\u00e9raux de moissanite, mais il est plus souvent fabriqu\u00e9 synth\u00e9tiquement. Semi-conducteur \u00e0 large bande interdite capable de fonctionner \u00e0 des temp\u00e9ratures et des tensions plus \u00e9lev\u00e9es que les semi-conducteurs en silicium ou en germanium, le carbure de silicium constitue un excellent choix de mat\u00e9riau pour les dispositifs \u00e9lectroniques de puissance tels que les diodes \u00e9lectroluminescentes (DEL).<\/p>\n
Le b\u00eata sic de GNPGraystar est une forme innovante de SiC dont la structure cristalline cubique est similaire \u00e0 celle de la blende de zinc. Ce mat\u00e9riau c\u00e9ramique pr\u00e9sente une excellente stabilit\u00e9 chimique, une conductivit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e, un faible coefficient de dilatation thermique, une large bande interdite, une fr\u00e9quence d'ouverture, une vitesse d'\u00e9lectrod\u00e9rive et des propri\u00e9t\u00e9s de mobilit\u00e9 \u00e9lectronique qui le rendent adapt\u00e9 \u00e0 l'industrie \u00e9lectronique, aux applications d'usinage de pr\u00e9cision ainsi qu'\u00e0 l'utilisation militaire\/a\u00e9rospatiale, aux r\u00e9fractaires de haute qualit\u00e9 et aux applications c\u00e9ramiques sp\u00e9ciales.<\/p>\n
La structure cristalline du Beta-SiC en fait un mat\u00e9riau tr\u00e8s r\u00e9sistant, capable de supporter l'abrasion, les chocs et les dommages caus\u00e9s par la chaleur. Gr\u00e2ce \u00e0 cette propri\u00e9t\u00e9, il est utilis\u00e9 depuis longtemps comme protection balistique contre les menaces mod\u00e9r\u00e9es et lourdes, ainsi que pour de nombreuses autres utilisations industrielles, notamment les applications de meulage, de d\u00e9coupe et de polissage.<\/p>\n
Le carbure de silicium b\u00eata se distingue du carbure de silicium alpha par une densit\u00e9 beaucoup plus faible, ce qui permet de l'utiliser dans des applications abrasives sans endommager l'outil ou la pi\u00e8ce \u00e0 usiner. En outre, en raison de son point de fusion \u00e9lev\u00e9 et de ses caract\u00e9ristiques de duret\u00e9, il peut facilement fusionner ou \u00eatre fusionn\u00e9 avec des mat\u00e9riaux tels que les m\u00e9taux et les plastiques, ce qui en fait un mat\u00e9riau int\u00e9ressant pour les op\u00e9rations de coupe et de meulage. En outre, il pr\u00e9sente un grand potentiel dans les syst\u00e8mes de gestion des batteries haute tension des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, car il permet d'am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 de la charge tout en r\u00e9duisant la consommation d'\u00e9nergie et les co\u00fbts, ce qui pourrait accro\u00eetre l'autonomie des v\u00e9hicules tout en r\u00e9duisant leur taille et leur co\u00fbt.<\/p>\n
Le silicium a longtemps \u00e9t\u00e9 le mat\u00e9riau de pr\u00e9dilection de la fabrication \u00e9lectronique, mais cela pourrait bient\u00f4t changer. Le carbure de silicium (SiC), semi-conducteur \u00e0 large bande passante, s'est impos\u00e9 comme un rival redoutable et son utilisation sur les march\u00e9s des semi-conducteurs de puissance est en pleine expansion. Les puces SiC offrent des avantages par rapport au silicium en termes de rendement plus \u00e9lev\u00e9 et de tensions plus basses, ainsi que des composants plus petits qui am\u00e9liorent l'efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique tout en r\u00e9duisant les besoins de refroidissement.<\/p>\n
L'application la plus r\u00e9pandue du carbure de silicium en 2021 \u00e9tait les semi-conducteurs de puissance, avec plus de 75% de part de march\u00e9 pour leur utilisation dans les semi-conducteurs de puissance. Gr\u00e2ce \u00e0 sa bande interdite plus large, le carbure de silicium est id\u00e9al pour les applications de commutation de puissance et \u00e0 grande vitesse, telles que les onduleurs, les chargeurs embarqu\u00e9s, les convertisseurs DC-DC, les groupes motopropulseurs des v\u00e9hicules \u00e9lectriques hybrides et les syst\u00e8mes de r\u00e9cup\u00e9ration d'\u00e9nergie. En outre, leurs propri\u00e9t\u00e9s d'\u00e9conomie d'\u00e9nergie permettent aux conducteurs d'augmenter l'autonomie par charge tout en r\u00e9duisant les temps de charge et en am\u00e9liorant l'\u00e9conomie de carburant, ce qui fait des semi-conducteurs en carbure de silicium un mat\u00e9riau de choix.<\/p>\n
La demande de carbure de silicium ayant explos\u00e9, plusieurs entreprises ont annonc\u00e9 d'importants investissements. Wolfspeed a annonc\u00e9 en mars l'ouverture du John Palmour Manufacturing Center for Silicon Carbide \u00e0 Durham, en Caroline du Nord, qui produira des plaquettes de 200 mm (8 pouces), soit pr\u00e8s de deux fois la taille des plaquettes traditionnelles de 6 pouces, afin de r\u00e9pondre aux augmentations de production n\u00e9cessaires pour soutenir la fabrication de dispositifs de puissance et d'autres semi-conducteurs \u00e0 grande vitesse fabriqu\u00e9s avec du carbure de silicium.<\/p>\n
Le carbure de silicium non intrins\u00e8que est le mat\u00e9riau semi-conducteur compos\u00e9 le plus r\u00e9pandu, avec plus de 200 vari\u00e9t\u00e9s bas\u00e9es sur le sch\u00e9ma de r\u00e9p\u00e9tition de la structure des couches et d'autres facteurs. Alors que le silicium pur existe \u00e0 l'\u00e9tat naturel et est facile \u00e0 travailler, le carbure de silicium de type N doit \u00eatre dop\u00e9 avec des \u00e9l\u00e9ments tels que le phosphore ou l'arsenic pour devenir un semi-conducteur utile, car il fournira les \u00e9lectrons n\u00e9cessaires \u00e0 la conduction de l'\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 travers lui.<\/p>\n
Les semi-conducteurs en carbure de silicium de type P sont devenus un excellent substitut au silicium traditionnel. Gr\u00e2ce \u00e0 sa large bande interdite, le carbure de silicium de type P peut fonctionner \u00e0 des temp\u00e9ratures et des fr\u00e9quences de commutation plus \u00e9lev\u00e9es tout en r\u00e9duisant la perte de puissance \u00e0 haute tension, ce qui en fait un excellent choix pour les composants d'alimentation des v\u00e9hicules \u00e9lectriques tels que les onduleurs, les chargeurs et les charges auxiliaires.<\/p>\n
Mais la demande croissante en dispositifs de puissance fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de carbure de silicium favorise son d\u00e9ploiement \u00e0 grande \u00e9chelle dans l'industrie, ce qui a permis au march\u00e9 mondial des dispositifs de puissance en carbure de silicium de cro\u00eetre de mani\u00e8re significative ces derni\u00e8res ann\u00e9es et devrait continuer \u00e0 le faire apr\u00e8s 2024, car les investissements se poursuivent dans divers projets.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC) de type P, contrairement \u00e0 sa variante plus r\u00e9pandue de type N, qui utilise le bore comme principal \u00e9l\u00e9ment constitutif, contient des atomes de phosphore plus r\u00e9sistants \u00e0 la lumi\u00e8re, ce qui se traduit par une dur\u00e9e de vie plus longue des porteurs dans les panneaux solaires - ce seul avantage a rendu la production de SiC de type P attrayante pour de nombreux fabricants au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es.<\/p>\n
Bosch a r\u00e9cemment annonc\u00e9 qu'elle commencerait \u00e0 produire des puces SiC dans son usine de Roseville, en Californie, en utilisant les salles blanches et la main-d'\u0153uvre qualifi\u00e9e existantes ; toutefois, pour r\u00e9pondre aux besoins de traitement plus complexe du carbure de silicium, des \u00e9quipements ont d\u00fb \u00eatre install\u00e9s dans l'usine.<\/p>\n
L'usine de Wolfspeed se sp\u00e9cialisera dans la fabrication de plaquettes de 200 mm (8 pouces) qui sont 1,7 fois plus grandes que les plaquettes standard de 150 mm (6 pouces) et permettra la production de semi-conducteurs de puissance pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques, les communications 5G et les applications d'intelligence artificielle. En outre, cette installation aura la capacit\u00e9 de produire des transistors SiC MOSFET, ce qui renforcera encore leur avantage concurrentiel.<\/p>\n
Les semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) sont devenus un choix de plus en plus populaire dans diverses applications \u00e0 travers le monde. Les semi-conducteurs SiC sont notamment utilis\u00e9s dans l'industrie des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, o\u00f9 leur traitement efficace de l'\u00e9nergie permet de r\u00e9duire les pertes d'\u00e9nergie et d'acc\u00e9l\u00e9rer les temps de recharge. En outre, la technologie SiC permet d'am\u00e9liorer les mesures de s\u00e9curit\u00e9 du contr\u00f4le de la batterie et d'assurer une meilleure protection de la batterie.<\/p>\n
La bande interdite plus large du SiC lui permet de supporter des tensions et des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es que le silicium. Une bande interdite d\u00e9signe l'\u00e9cart d'\u00e9nergie n\u00e9cessaire aux \u00e9lectrons pour passer de la bande de valence d'un atome \u00e0 sa bande de conduction ; les conducteurs poss\u00e8dent g\u00e9n\u00e9ralement des bandes interdites \u00e9troites, tandis que les isolants en ont de plus grandes ; les dispositifs fonctionnant \u00e0 des tensions et des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es ainsi qu'\u00e0 des densit\u00e9s de puissance plus importantes peuvent b\u00e9n\u00e9ficier de ces bandes interdites plus larges.<\/p>\n
Le SiC peut prolonger l'autonomie d'un v\u00e9hicule en am\u00e9liorant l'efficacit\u00e9 de son syst\u00e8me d'onduleur - qui convertit le courant continu des batteries en courant alternatif pour faire tourner les moteurs -, sa vitesse de commutation \u00e9lev\u00e9e facilitant les processus de charge rapide n\u00e9cessaires pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u00e0 moteur. En outre, le SiC r\u00e9duit la taille et le poids des syst\u00e8mes de gestion des batteries, ce qui diminue les co\u00fbts associ\u00e9s \u00e0 l'achat d'un v\u00e9hicule \u00e9lectrique.<\/p>\n
La pression gouvernementale en faveur d'une r\u00e9duction des \u00e9missions, combin\u00e9e \u00e0 la popularit\u00e9 des v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u00e0 moteur, conduit le carbure de silicium et d'autres technologies \u00e0 large bande passante \u00e0 une utilisation courante. Dans le cadre de ce mouvement, Wolfspeed, l'un des principaux producteurs de plaquettes de SiC de base, est \u00e0 l'avant-garde et modernisera bient\u00f4t son usine de Roseville pour produire des plaquettes de 200 mm tout en utilisant le syst\u00e8me d'inspection des d\u00e9fauts Proforma 300iSA de MTI Instruments pour augmenter le rendement tout en r\u00e9duisant les co\u00fbts.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide chips are predicted to experience rapid expansion over the coming decade as key components in electric vehicles, charging stations and electrical power utilities. But ramping up production can sometimes prove challenging. Wolfspeed, STMicroelectronics and Allegro MicroSystems all reported issues related to SiC production on their earnings releases this week and consequently saw their […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-456","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/456","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=456"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/456\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":457,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/456\/revisions\/457"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=456"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=456"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=456"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}