Karbida Silikon Koheren

Semikonduktor silikon karbida memiliki celah pita yang lebih lebar yang memungkinkan transfer energi listrik lebih efisien daripada silikon, sehingga cocok untuk aplikasi seperti elektronika daya untuk kendaraan listrik dan instrumen eksplorasi ruang angkasa. Hal ini membuat silikon karbida sangat cocok untuk digunakan pada penjelajah dan probe.

Coherent mendirikan anak perusahaan baru untuk memasok substrat silikon karbida (SiC) 150 mm dan 200 mm dan wafer epitaxial. Sohail Khan, Wakil Presiden Eksekutif untuk Wide Bandgap Electronic Technologies di Coherent akan memimpin divisi baru ini.

Elektronika Daya

Chip silikon karbida memberikan kendaraan listrik dengan daya baterai yang lebih besar dan jarak tempuh yang lebih jauh karena efisiensinya yang lebih tinggi, yang berarti lebih sedikit energi yang terbuang sebagai panas. Ketahanan termalnya juga memungkinkan para perancang untuk membuat komponen yang lebih kecil sehingga menghemat ruang dan biaya.

Para pembuat chip berlomba untuk memenuhi permintaan akan teknologi ini dengan mengembangkan infrastruktur produksi untuk wafer SiC - yang merupakan irisan tipis bahan semikonduktor dengan berbagai zat yang dimasukkan. Namun, perlombaan ini memang menghadirkan beberapa hambatan dan tantangan, termasuk menciptakan pabrik yang efisien dengan biaya produksi yang lebih rendah.

Wolfspeed, Infineon, dan SK Hynix telah mengumumkan rencana untuk membangun pabrik-pabrik penghasil wafer baru yang mampu memenuhi permintaan yang terus meningkat dari pasar kendaraan listrik (EV) - yang diproyeksikan melampaui $2 triliun pada tahun 2040 - berkat peluang menguntungkan yang dihadirkan oleh perkembangan ini.

Sohail Khan, wakil presiden eksekutif Coherent untuk usaha baru dan teknologi elektronik celah pita lebar telah mencatat bahwa perusahaan yang memproduksi semikonduktor daya untuk kendaraan listrik membutuhkan wafer silikon karbida yang lebih andal untuk membuat semikonduktor daya yang lebih andal dalam kendaraan ini. Untuk memenuhi kebutuhan ini, Coherent baru-baru ini membuat anak perusahaan yang didedikasikan semata-mata untuk memperluas kapasitas produksi wafer silikon karbida.

DENSO dan Mitsubishi Electric masing-masing akan menginvestasikan $500 juta untuk saham kepemilikan nonpengendali sebesar 12,5% di bisnis Coherent yang baru dibentuk, memberikan Coherent modal untuk memperluas produksi substrat silikon karbida (SiC) 200mm dan wafer epitaksi serta menandatangani perjanjian pasokan jangka panjang untuk mendukung kebutuhan perusahaan-perusahaan Jepang.

Kemitraan Coherent dapat membantunya untuk bangkit kembali setelah mengalami kesulitan baru-baru ini. Pendapatan kuartal pertama naik sedikit tetapi masih di bawah titik tertinggi baru-baru ini yang didorong oleh penjualan modul optik dan laser yang kuat.

Kesepakatan ini bertujuan untuk memperluas bisnis silikon karbida Coherent dan memantapkan dirinya sebagai pemasok utama semikonduktor daya. Khan telah menyatakan pentingnya memiliki pelanggan utama yang kuat sejak awal, jadi memilih DENSO dan Mitsubishi sebagai pelanggan sejak awal - keduanya adalah pemasok utama untuk sistem tenaga otomotif yang telah membeli substrat SiC 150mm dari Coherent dari waktu ke waktu.

RF & Gelombang Mikro

Dengan meningkatnya popularitas kendaraan listrik (EV), chip silikon karbida (SiC) dengan cepat menjadi titik fokus di antara perusahaan semikonduktor. SiC jauh lebih murah daripada chip silikon tradisional dan dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi, yang memungkinkan produsen mengecilkan sistem pendingin sekaligus mengurangi berat dan biaya sekaligus meningkatkan kepadatan daya dan memperpendek jadwal produksi - sebuah pertimbangan penting dalam memenuhi permintaan konsumen untuk EV.

Chip SiC telah terbukti berkinerja baik dalam eksperimen laboratorium, namun mengintegrasikannya ke dalam sirkuit dapat menjadi lebih rumit karena peningkatan kebutuhan energi dan laju pemanasan yang lebih cepat untuk produksi yang membutuhkan bahan dan proses khusus untuk memastikan mereka dapat beroperasi pada kecepatan tinggi tanpa panas berlebih atau kerusakan.

Coherent (sebelumnya II-VI), dalam menanggapi tantangan ini, mengumumkan niatnya untuk membentuk anak perusahaan yang didedikasikan khusus untuk produksi SiC yang akan memproduksi substrat dan wafer epitaxial sebelum bekerja sama dengan pelanggan di setiap tahap produksi, mulai dari bahan mentah hingga produksi perangkat atau modul jadi. Coherent akan berinvestasi untuk memperluas kapasitas di fasilitas manufaktur sambil meningkatkan kemampuan R&D dan layanan.

Denso dan Mitsubishi Electric Jepang akan menginvestasikan masing-masing sebesar $500 juta, dengan imbalan 12,5 persen saham kepemilikan non-pengendali di anak perusahaan baru mereka. Selain itu, perjanjian pasokan jangka panjang akan dibuat untuk memenuhi permintaan dari perusahaan-perusahaan Jepang tersebut untuk substrat SiC 150mm dan 200mm dan wafer epitaxial.

Kolaborasi Coherent akan membawa manfaat finansial serta teknologi inovatif untuk pasar EV yang berkembang pesat. Salah satu inovasi tersebut melibatkan peningkatan koherensi putaran pusat warna silikon karbida melalui medan magnet dan pulsa RF; secara khusus menargetkan putaran nuklir 29Si yang memiliki waktu koherensi putaran panjang yang dapat ditingkatkan.

Sinyal-sinyal ini kemudian dipantulkan kembali pada saluran yang sama dan dideteksi pada waktu yang sama, menciptakan pembacaan koheren dari kondisi dasar dan memungkinkan kontrol koheren yang selektif secara spektral pada mode qudit; Gambar S8 mengilustrasikan hal ini sehubungan dengan kondisi 4H-SiC30 dari mode PDMR dan ODMR.

Otomotif

Silikon karbida (SiC) menawarkan sifat unik untuk perangkat elektronik yang beroperasi pada suhu atau tegangan tinggi, memulai penggunaan awalnya pada tahun 1907 dengan dioda pemancar cahaya (LED) dan detektor di radio; hari ini lebih disukai dalam aplikasi pengalihan daya tegangan tinggi - MOSFET SiC dapat beralih pada lebih dari 100 kali kecepatan transistor silikon tradisional sambil mempertahankan suhu yang sebanding.

Keahlian Coherent dalam Semikonduktor Silikon Karbida digunakan oleh pelanggan seperti pemasok otomotif Jepang, DENSO, dan Mitsubishi Electric yang berbasis di Tokyo untuk mendukung mereka dalam aplikasi otomotif yang menggunakan SiC, termasuk elektronika daya untuk kendaraan listrik. Bersama-sama, mereka telah menginvestasikan total $1 miliar dalam bisnis Semikonduktor Silikon Karbida Coherent.

Coherent akan mempertahankan 75% kepemilikan dan kendali atas anak perusahaan baru ini; sementara DENSO dan Mitsubishi Electric masing-masing memiliki 12,5% saham non-pengendali. Sesuai dengan tujuan Coherent untuk menghasilkan biaya operasional dan modal di masa depan secara independen dari bisnis Coherent yang lain, bisnis ini akan menghasilkan biaya operasionalnya sendiri dari waktu ke waktu.

Pelanggannya termasuk beberapa perusahaan otomotif terkemuka di dunia. “Idealnya,” kata Khan sebagai kepala anak perusahaan yang baru dibentuk. Anak perusahaan baru ini akan bekerja sama dengan perusahaan-perusahaan di tingkat substrat/epiwafer serta perangkat atau modul.

Karena dunia otomotif dengan cepat bertransisi ke arah kendaraan listrik, produsen otomotif harus memiliki akses ke hanya perangkat pengalih daya dengan kinerja tertinggi dan paling hemat biaya yang tersedia. Transistor daya silikon karbida yang koheren tidak hanya menawarkan kinerja dan keandalan yang sangat baik; mereka juga berkontribusi terhadap perlindungan lingkungan dengan mengurangi konsumsi energi, meningkatkan efisiensi, dan membantu mempercepat transisi menuju masyarakat rendah karbon.

Produk semikonduktor SiC Coherent memiliki peringkat longsoran salju dan RDS (on) terdepan di industri pada suhu tinggi, sehingga memungkinkan para perancang untuk mendesain sistem konversi daya dengan efisiensi yang lebih baik dan biaya pengoperasian yang lebih rendah. Selain itu, produk-produk SiC ini dapat diproduksi pada frekuensi switching yang lebih tinggi dengan kemampuan suhu, frekuensi, dan voltase yang lebih baik daripada produk silikon yang memungkinkan produksi motor otomotif yang lebih kecil dan lebih ringan yang diperlukan untuk menggerakkan mobil ramah lingkungan generasi berikutnya ke pasar.

Dirgantara

SiC telah membuktikan dirinya sangat diperlukan oleh industri kedirgantaraan untuk berbagai aplikasi yang menuntut, termasuk penguat laser berdaya tinggi, penginderaan lingkungan yang keras, sistem LiDAR, dan susunan sensor. Menurut perkiraan firma riset pasar Yole Group, ukuran pasar SiC di luar angkasa akan melampaui $21 miliar USD pada tahun 2027 (Chiu & Dogmus).

Silikon karbida (SiC) memiliki banyak aplikasi, dengan elektronik lingkungan yang ekstrem menjadi salah satu aplikasi yang lebih menarik untuk penggunaannya. Atribut utama SiC membuatnya ideal untuk beroperasi di lingkungan seperti mesin pesawat terbang, sistem navigasi satelit, radar, dan sistem komunikasi yang membutuhkan suhu dan tegangan tinggi.

Namun, untuk berhasil mengoperasikan SiC dalam kondisi ekstrem ini membutuhkan lebih dari sekadar proses manufaktur skala industri; Anda memerlukan pengetahuan mendalam tentang sifat tingkat molekulernya.

Para ilmuwan dari University of California, Berkeley telah membuat kemajuan dalam mencapai tujuan mereka. Dengan menggunakan spektroskopi resolusi tinggi, mereka telah mengamati transisi fase kuantum dalam silikon karbida kristal; pengamatan mereka dapat memberikan petunjuk mengenai perilaku suhu rendah dari keadaan spin elektroniknya.

Penemuan ini memberikan gambaran yang lebih lengkap mengenai perilaku fisik silikon karbida daripada yang pernah ada sebelumnya, yang dapat membantu para insinyur dalam mendesain alat pengukur suhu ruangan dan sensor medan magnet yang sensitif dengan menggunakan silikon karbida.

Coherent menerapkan wawasannya dalam proyek terbarunya. Perusahaan baru-baru ini mendirikan anak perusahaan untuk memperluas produksi substrat, epiwafer, dan perangkat SiC yang terintegrasi secara vertikal dengan Denso dan Mitsubishi Electric menginvestasikan total $1 miliar ke dalam usaha ini yang dipimpin oleh Sohail Khan - wakil presiden eksekutif untuk Wide Bandgap Electronic Technologies di Coherent.

Dua konglomerat Jepang masing-masing akan menginvestasikan $500 juta ke anak perusahaan baru dengan imbalan 12,5% saham kepemilikan nonpengendali dan perjanjian pasokan jangka panjang untuk mendukung aktivitas SiC, menurut Khan. Dia menyatakan bahwa pendekatan ini memberikan timnya akses ke umpan balik pelanggan maksimum yang diperlukan untuk meraih kesuksesan.