Kiselkarbid som halvledare

Kiselkarbid som halvledare

Jakten på en ersättare till kisel fortsätter och frågan är om föreningen kiselkarbid är en kandidat? Jörgen Städje går igenom dess nuvarande och potentiella användningsområden.

Inledning

Kylfläktar surrar och bullrar och halvledare som blir varma leder ström sämre, processorer går långsammare och värmen är ett ständigt problem för både logik och switchelektronik. Så varför inte skaffa ett halvledarmaterial som tål värmen, så att kylning inte behövs?

Kiselkarbid (SiC, eng. silicon carbide) är ett sådant halvledarmaterial. Du har det säkert redan hemma. Vi brukar kalla det för karborundum eller slipsten. Ren kiselkarbid är mycket svår att skilja från diamant, har nästan samma brytningsindex och är nästan lika hårt. Som smyckesten kallas det moissanite.

Med kiselkarbid kan man tillverka halvledare som är unika på flera sätt. De tål väldigt höga temperaturer. De kan till exempel närapå glöda och ändå fungera. De tål också väldigt höga spänningar. Glödandet är till nytta i tillämpningar där omgivningstemperaturen redan är hög, till exempel inuti jetmotorer, eller varför inte i farkoster som ska landa på Venus?

Kiselkarbid tål också mycket höga strålnivåer, vilket är livsnödvändigt i rymdfart. Den höga överslagsspänningen kommer främst till nytta i strömriktare i lokomotiv och hybridbilar, där man vill kunna hantera höga spänningar och strömmar. Tiotusen volt är inte alls ovanligt i dagens tillämpningar, såsom frekvensomriktare för järnvägslok eller andra elfordon med höga effekter.

östling-zetterling.jpg

För att få reda på dagsläget inom forskningen tog vi en tripp till KTH i Kista och pratade med Mikael Östling, professor i nanoteknik (tv) och Carl-Mikael Zetterling, professor i fasta tillståndets elektronik (th) på avdelningen för integrerade komponenter och kretsar. De berättade om forskningen och radade glatt upp ett antal kretsar och tilltänkta rymdsonder.

Kommentarer till artikeln

46 debattinlägg

Skicka en rättelse
47

Ryzen Master hittar ut på bild – överklockningsmjukvara för AMD Ryzen

I och med lanseringen av Ryzen introducerar AMD ny mjukvara för överklockning. Via nya bilder som nu hittat ut på webben bekräftas namnet på denna, samt en hel del inställningar. Läs mer

138

Ny kampanj mot svenska fildelare inleds – tusentals riskerar skadestånd

Den danska advokatbyrån Njord Lawfirm inleder nu ett nytt initiativ för att fånga svenska fildelare, där kravbrev på upp till 3 000 kronor ska skickas ut till misstänkta användare. Läs mer

58

AMD Ryzen 5 släpps i andra kvartalet, Ryzen 3 senare under året

Toppmodellerna i familjen AMD Ryzen är presenterade och lanseras inom kort, men givetvis väntar fler varianter. Nu framkommer det att serierna Ryzen 5 och Ryzen 3 rullas ut senare under året. Läs mer

23

AMD släpper ny drivrutin – upphör med stöd för 32-bitars Windows 8.1

För att snabba upp utvecklingstider och skära ned på kostnader upphör AMD med drivrutiner för Windows 8.1 32-bit. Detta då antalet användare av den versionen är extremt låg. Läs mer

115

Moderkort för sockel AM4 och AMD Ryzen

Det är inte bara processorerna AMD Ryzen som snart ser dagens ljus, utan även tillhörande moderkort. Totalt har närmare 20 modeller letat sig in hos svenska återförsäljare. Läs mer

9

Valve introducerar stöd för SteamVR i Linux

Valve har tidigare talat om planer på att introducera stöd för fler operativsystem i SteamVR. Nu tar de första steget i denna process och lägger till stöd för Linux. Läs mer

245

AMD Ryzen med moderkort redo för förbeställning i svenska butiker

Årets hetaste hårdvarusläpp pågår för fullt – AMD Ryzen. Nu presenteras de svenska prislapparna, samtidigt som återförsäljare öppnar dörrarna till förhandsbokningar. Läs mer

65

Nvidia lanserar Geforce GTX 1080 Ti på GDC 2017

Via sin webbplats meddelar Nvidia att de håller ett evenemang under spelutvecklarmässan GDC 2017, där fokus väntas bli ett officiellt avtäckande av Geforce GTX 1080 Ti. Läs mer

309

SweClockers prestandatestar Ryzen – AMD öppnar upp för förbeställningar

Under en hemlig tillställning i San Francisco intar AMD:s VD Lisa Su scen och ger ett första smakprov av Ryzen, samtidigt som SweClockers får chansen att provköra arkitekturen Zen. Läs mer

28

Microsoft bekräftar ytterligare en stor uppdatering till Windows 10 i år

Det har tidigare talats om en andra uppdatering till Windows 10 under 2017 och nu har detta bekräftats av Microsoft. Vad denna uppdatering innefattar är dock än så länge okänt. Läs mer

22

Qualcomm och Intel introducerar gigabit-LTE

I väntan på 5G-generationens ankomst introducerar nu både Qualcomm och Intel LTE-modem för integrerade kretsar där kapaciteten överskrider gigabit-hastigheter. Läs mer

27

AMD bekräftar Vega-snack på GDC 2017

Det börjar sakta men säkert dra ihop sig till en ny grafikarkitektur från AMD. Nu bekräftar företaget att mer information om Vega presenteras under evenemanget Capsaicin redan nästa vecka. Läs mer