CAT$865.34-4.17%

Un parteneriat SUA–Taiwan vrea să mute în SUA producția de plăci din carbură de siliciu (SiC), un material considerat critic pentru cipuri mai eficiente energetic și pentru infrastructura de AI și telecomunicații 6G, potrivit Interesting Engineering. Acordul este între Purdue University și compania taiwaneză GeChi Compound Semiconductor (GCCS) și are ca miză reducerea dependenței de un lanț de aprovizionare global concentrat la puțini furnizori.

În centrul înțelegerii este un memorandum de înțelegere (MOU) pe cinci ani, care vizează atât cercetare și dezvoltare, cât și inițiative de formare a forței de muncă la intersecția dintre mediul academic și industrie. GCCS își propune să combine „scara” de producție cu infrastructura și expertiza Purdue pentru a construi capacitate de fabricație cu randament ridicat în SUA, pe fondul preocupărilor legate de securitatea tehnologică și reziliența infrastructurii critice.

De ce contează: SiC promite eficiență, dar oferta rămâne un blocaj

Carbura de siliciu este un semiconductor cu bandă interzisă largă (wide band gap), cu proprietăți care permit dispozitivelor să comute mai rapid și să piardă mai puțină energie decât echivalentele pe siliciu, la aceleași tensiuni, arată publicația. În practică, asta poate însemna module de putere mai mici și mai ușoare și eficiență mai bună la nivel de sistem.

Cererea pentru SiC a crescut accelerat, însă producția de plăci (wafer-e) este descrisă ca fiind intensivă în capital, sensibilă la randament și limitată de numărul mic de furnizori calificați la nivel global. Din această perspectivă, parteneriatul urmărește să „umple” golul dintre cercetarea la scară de laborator și procesele de fabricație în volum.

Ce urmăresc concret Purdue și GCCS

Direcția tehnică a colaborării este legată de îmbunătățirea calității cristalelor și de creșterea randamentelor, pentru a accelera tranziția către plăci de 8 inci și 12 inci. Cercetarea comună se va concentra pe izolarea defectelor de cristal și optimizarea creșterii materialului, cu scopul de a ajunge la producție cu randament ridicat.

GCCS, specializată în creșterea avansată a cristalelor SiC, își leagă tehnologia de trei „bariere” hardware pentru calcul de înaltă performanță și telecomunicații:

• management termic: utilizarea SiC ca substrat pentru soluții de răcire avansată în platforme de ambalare (packaging) precum „chip-on-wafer-on-substrate” și „chip-on-panel-on-substrate”;
• alimentare cu energie: conversie mai eficientă de la rețea la server, inclusiv prin transmisie în curent continuu de înaltă tensiune și transformatoare în stare solidă;
• telecomunicații 6G: eficiență de material pentru dispozitivele care ar urma să susțină conectivitatea de generație următoare.

De ce e dificil de industrializat: temperaturi extreme, defecte și costuri

Trecerea de la fabrici de cercetare la producție de volum ridicat aduce provocări care depășesc calitatea materialului, notează publicația. Creșterea epitaxială (depunere controlată de straturi cristaline) necesită temperaturi de peste 2732°F (aprox. 1.500°C) și chimie precisă a precursorilor; abateri mici pot genera defecte care fac dispozitivele nefuncționale. În plus, etapele ulterioare, precum litografia și implantarea ionică, sunt mai solicitante decât în cazul siliciului, inclusiv din cauza durității SiC, care complică procesele de șlefuire și uniformitatea gravării.

Costul rămâne o problemă structurală: plăcile SiC sunt „de câteva ori” mai scumpe pe unitatea de suprafață decât substraturile comparabile din siliciu, iar economia proiectelor depinde puternic de randamentele obținute la nivel de wafer.

Context de piață: capacități mari la câțiva jucători, altă strategie prin parteneriate

Piața globală de SiC este dominată de un număr redus de producători, între care Wolfspeed, Coherent și STMicroelectronics, care au anunțat în ultimii ani extinderi de capacitate de ordinul mai multor miliarde de dolari, potrivit aceleiași surse. În contrast, parteneriatul Purdue–GCCS este prezentat ca o abordare orientată mai degrabă spre inovare de proces și reducerea riscurilor înainte de angajarea investițiilor într-o linie de producție, decât spre adăugarea directă de capacitate „brută”.

Ce urmează, din informațiile disponibile, este implementarea programului de cercetare și dezvoltare și a inițiativelor de formare pe durata MOU-ului de cinci ani; publicația nu oferă un calendar de producție sau ținte cantitative de capacitate.