Kiselkarbid som halvledare

Permalänk
Melding Plague

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.

Läs hela artikeln här

Visa signatur

Observera att samma trivselregler gäller i kommentarstrådarna som i övriga forumet och att brott mot dessa kan leda till avstängning. Kontakta redaktionen om du vill uppmärksamma fel i artikeln eller framföra andra synpunkter.

Permalänk
Medlem

Som vanligt en spännande och läsvärd artikel, Städjeinslagen här på Sweclockers tillhör favoriterna

En tanke kring det där med processorer som klarar 400 grader i hemdatorn, faller inte det på alla periferiproblem det medför? Bara att brandsäkra en dator med sådan driftstemperatur kommer vara svårare och dyrare än att kyla en konventionell kiselbaserad dito, utöver alla materialrelaterade problem som nämns i artikeln.

Jag ser fördelarna när datorn ska användas vid extrema omgivningstemperaturer, eller om det bara handlar om att maximera datakraft per utrymmesenhet utan hänsyn till andra parametrar, och kanske framförallt hur otroligt användbart SiC är i effektapplikationer, exempelvis tyristorer/frekvensomriktare i lok som nämns i artikeln, men att köra datorn vid 400 graders temperatur hemma känns väldigt avlägset.

Visa signatur

Nu lurade jag dig att slösa bort ett par värdefulla sekunder av ditt liv på att läsa denna fullständigt poänglösa signatur!

Permalänk
Medlem

Om man bortser från temperaturen, skulle det kunna användas för snabbare klockhastigheter?

Permalänk
Medlem

Otroligt interessant och inspirerande artikel. Gillas starkt!

Permalänk

Ännu ett bevis på att Sweclockers gjorde rätt när de snappade upp Städje från det sjunkande skeppet IDG!

Visa signatur

Gammalt nick: Darkst@r
Intel Core i7 860 @ 3,6 GHz/Noctua NH-D14|Asus GTX 970 Strix|2x2 GB Corsair Dominator DDR3 1600 CL8|Asus P7P55D Deluxe|Intel X-25M G2 80GB|Samsung 850 Pro 256 GB|Samsung Spinpoint F3 1TB|Windows 7 Home Premium 64-bit|Nanoxia Deep Silence 1|Corsair VX550|

Permalänk
Medlem

Älskar alla Städjes artiklar... Vill ha mer..

Permalänk

Sveriges bästa teknikskribent. Ni som inte läst artikeln om 39 gripen, gör det.

Permalänk

SiC

Vill minnas ett exjobb jag såg framläggningen på om dopning i SiC för ungefär 15 år sen.

Visa signatur

Falta med sinc:en och se helheten

Permalänk

Så, om jag förstod det rätt så är det möjligt att göra en vanlig PC processor av SiC.
Jag menar, i artikeln så pratas det om att SiC fungerar utmärkt som halvledare vid 400 grader, men inget om att den blir 400 grader av att vara halvledare. Snarare tvärt om. Transistorer byggda av SiC ska ju ha mycket mycket längre motstånd än dito i kisel, vilket (som även nämn i artikeln) leder till mindre värmeutveckling.

Finns väl inget som säger att man inte hade kunna trycka på en kylare på en processor av SiC?

Artikeln rör också på svårigheterna med att ha en processor i en dator som ligger på 400 grader, men åter igen, så som jag förstår det så är det bara att SiC klarar av dom temperaturerna.

På sida 5 (Integrerade och andra kretsar) så visas det en bild på en kapslad 8-bit A/D konverter som sitter på en breadboard av plast. Där skrivs det även att dom i det läget testar den elektriska prestandan, alltså åter igen att allt "temperatur-snack" bara varit vad SiC klarar av.

Så, då borde det ju, teoretiskt, vara möjligt att bygga en processor av SiC och montera den på ett kretskort av glasfiber precis som vi gör idag? Eller har jag missuppfattat något?

Permalänk

Kanske största genombrottet med detta är att dom lyckats skjuta protoner i ljusets hastighet

Permalänk

@Zelements: IDG har man inte besökt sen dom gjorde det extremt taktiska draget att ta bort komentarer.

Nyheter känns inte komplett om man inte kan läsa reaktioner/delta i diskutioner. Städje är kung. Han borde jobba på varenda tidning.

Permalänk
Medlem

Citat ur artikeln : Skickar solcellsägaren ut el på elnätet får denne betala skatt. Lagrar man överskottsenergin hos sig själv, betalar man ingen skatt. Det kan bli en viktig drivkraft.

Det kommer säkert inte funka i sverige då vår regering är experter på att sätta ny skatt på ting som ger pengar till svensson , så beskatts den elåterbäringen / förvaringen så får dom mer pengar och såklart inför skatten efter en tid så folk hinner investera i denna typen av lagring först.

Mvh

Visa signatur

MB MSI PRO Z790-A MAX WIFI CPU i9 14900K CPU COOLER EK-Nucleus AIO CR360
GPU ASUS GeForce RTX 3090 STRIX GAMING OC PSU ASUS ROG Strix 1000W
MEM CORSAIR DOMINATOR TITANIUM 48GB DDR5 RGB 7000Mhz
MONITOR Asus PG42UQ 4K CHASSI Phanteks Eclipse P600S White
HD 1 Samsung 990 PRO 2Tb HD 2 Samsung 980 PRO 2Tb

Permalänk

@TappadBakom: Själv väntar jag på dagen då man kan skjuta fotoner i ljusets hastighet

Visa signatur

AMD Ryzen 9 5900X /Radeon RX 6950XT / Gigabyte X570 AORUS ULTRA / 32gb Corsair Vengeance RGB PRO DDR4 3600MHz /, EVGA Supernova G2 850W PSU/ Lian-li O11 Dynamic /M.2 Samsung 950pro,WD BLACK SN750 /EKWB Watercooling 240+120mm radiator /Corsair Hydro X Series XC7 RGB / Corsair K70 RGB / Phillips 27" G-sync + 2st 27" AOC .

Permalänk
Medlem

rip

Visa signatur

Moderkort: Aorus z390 elite CPU: INTEL i9 9900KS
SSD: 970 evo plus 1TB Intel 750 1.2TB, Samsung 850 PRO 1TB GPU: Titan X Pascal
Ljud: PC360Sennheiser+SB ZxR RAM: Corsair Vengeance lpx 2600mhz cl15 32GB
SKÄRM1: Asus Rog Swift PG279Q 165hz 27" 2560x1440 CHASSI: Define R5
SKÄRM2: ASUS PB278QR 27" 2560x1440 KYLNING: NH-D15 NÄTDEL: Corsair AX860W

Permalänk
Medlem

Väldigt spännande läsning! så skall det se ut, sweclockers!

Visa signatur

Min musik: https://www.youtube.com/channel/UCZKidNeIKsz8LZMO3VRcBdQ

Ryzen 3900x. Skärm: AOC cu34g2x/bk 144hz 34" ultrawide. RTX 2080ti

Laptop: MSI GT80 Titan Sli

Permalänk
Medlem

Det som framförallt behövs för att göra vind och sol än mera kostnadseffektivt är batterilagring. Precis som vad Tesla Energy gör med Powerpack och Powerwall.

Visa signatur

Nybörjare på Linux? Se hit! #15665841

Permalänk
Avstängd

Inte läst Sweclockers regelbundet på flera år, väntade mig inte detta. Väl gjort! Även om jag gärna sett fler detaljer kring vissa delar... HVDC är högintressant.

Skickades från m.sweclockers.com

Permalänk
Skrivet av Lordsqueak:

Om man bortser från temperaturen, skulle det kunna användas för snabbare klockhastigheter?

Hur menar du bortser från temperatur? Klockhastigheter i sig betyder ingenting i ett vakuum.

Visa signatur

PC #1 CPU: R5 1600 @3.8 Motherboard: B350-A PRIME GPU: EVGA 1080 Ti
PC #2 CPU: i7 3770K @4.2 Motherboard: P8P67 GPU: AMD R9 290X

Permalänk
Avstängd

Fan framtiden är kanske dator med inbyggd kaffebryggare som alternativ till cpu kylning

Visa signatur

i3 6100 - MSI b150m pro-vd - 8gb 2133 ddr4 - GTX 950 GAMING 2G - z400s 120gb ssd - 1tb WD blue - Corsair 500w

Permalänk
Medlem
Skrivet av Bloodstainer:

Hur menar du bortser från temperatur? Klockhastigheter i sig betyder ingenting i ett vakuum.

Wut?

Alltså , vad jag menade var att om man bortser från att kiselkarbiden har höga temperatur toleranser,och ,, (klipper in ett citat) "Eftersom SiC-transistorer är snabba, kan man höja switchfrekvensen i ett typiskt nätaggregat från 80 till 200 kHz ". Detta i kombination med en högre tolerans för strömstyrkor, etc,, borde ju innebära att det skulle gå att klocka en kiselkarbidbaserad GPU eller CPU mycket högre än vad vi kan göra med vanlig silikon idag.
Eftersom kiselkarbiden har en lägre resistans så borde det också bli mindre värme,, eller iallafall samma TDP som idag med högre frekvenser.

Permalänk
Skrivet av lord_vasagos:

Fan framtiden är kanske dator med inbyggd kaffebryggare som alternativ till cpu kylning

http://themodzoo.com/forum/index.php?/topic/931-the-caffeine-...

Visa signatur

Asus ROG Crosshair VIII Dark Hero...AMD Ryzen 7 5800X @ 4600MHz / 1.23V...Hyte Y60
G.Skill Trident Z RGB 2x16GB 3600MHz CL14...Sapphire Radeon RX 7900XT Pulse Gaming OC
LG 34'' UltraGear 34GN850...Logitech MX Keys...Logitech MX Master 3S...Corsair RM750x
Kingston KC3000 2TB M.2 + Kingston KC3000 4TB M.2...Filserver - WD Gold 6TB x 4 + Seagate IronWolf PRO 8TB x 4

Permalänk
Avstängd

haha där har vi framtiden

Visa signatur

i3 6100 - MSI b150m pro-vd - 8gb 2133 ddr4 - GTX 950 GAMING 2G - z400s 120gb ssd - 1tb WD blue - Corsair 500w

Permalänk
Skrivet av Lordsqueak:

Wut?

Alltså , vad jag menade var att om man bortser från att kiselkarbiden har höga temperatur toleranser,och ,, (klipper in ett citat) "Eftersom SiC-transistorer är snabba, kan man höja switchfrekvensen i ett typiskt nätaggregat från 80 till 200 kHz ". Detta i kombination med en högre tolerans för strömstyrkor, etc,, borde ju innebära att det skulle gå att klocka en kiselkarbidbaserad GPU eller CPU mycket högre än vad vi kan göra med vanlig silikon idag.
Eftersom kiselkarbiden har en lägre resistans så borde det också bli mindre värme,, eller iallafall samma TDP som idag med högre frekvenser.

Alltså, ja. Men är inte det självklart om man bortser från temperatur? problemet ligger ju typ bara till största del med värmen för att detta ska kunna användas i PCs

Visa signatur

PC #1 CPU: R5 1600 @3.8 Motherboard: B350-A PRIME GPU: EVGA 1080 Ti
PC #2 CPU: i7 3770K @4.2 Motherboard: P8P67 GPU: AMD R9 290X

Permalänk
Medlem

Faktum är att SiC redan är etablerat som effekthalvledare inom powersupplies för datorer och dylika kraftändamål.
Det finns idag ett bra utbud av både SiC dioder och SiC mosfetar till skapligt pris.
Vinsten är ökad verkningsgrad eller fysiskt mindre trafos och spolar om man väljer högre frekvenser.
Verkningsgrad vs mindre design är en trade-off. Någonstans mittemellan kan man få både och.
Jag vågar sätta en bra slant på att dagens Titanium certifierade nätaggregat redan använder sig av SiC dioder.
Det blir ett krav för att uppnå så pass hög prestanda.
SiC mosfetar är grädden på moset och bidrar med någon procent till i prestanda.
Det är långt kvar tills att SiC blir allmänt använt till CPU:er.
Innan dess är GaN teknik på frammarsch som utlovar ännu bättre prestanda än SiC men är dyrare i nuläget.
Halvledare av båda tekniker finns enkelt tillgängliga för inköp via distributörer såsom Digikey, Mouser m.m.

Skickades från m.sweclockers.com

Visa signatur

Honk

Permalänk
Medlem
Skrivet av kaput:

En tanke kring det där med processorer som klarar 400 grader i hemdatorn, faller inte det på alla periferiproblem det medför?

Det är just i anslutningen till omgivningen som allt brister. Kan man inte ansluta via radio, kan det bli svårt. I dagsläget är det otympligt, om man inte står på Venus och måste använda radio iallafall. Det, eller punktsvets.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Lordsqueak:

Om man bortser från temperaturen, skulle det kunna användas för snabbare klockhastigheter?

Nä, förmodligen inte. Det handlar i dagsläget inte om att klämma in flera gigahertz. Vi har inte teknik till det, oavsett halvledarmaterial. Nu är det massiv parallellbearbetning som gäller om man ska upp exempelvis tusen gånger i prestanda.

Permalänk
Medlem
Skrivet av EndLessMind:

Så, om jag förstod det rätt så är det möjligt att göra en vanlig PC processor av SiC.
Jag menar, i artikeln så pratas det om att SiC fungerar utmärkt som halvledare vid 400 grader, men inget om att den blir 400 grader av att vara halvledare. Snarare tvärt om. Transistorer byggda av SiC ska ju ha mycket mycket längre motstånd än dito i kisel, vilket (som även nämn i artikeln) leder till mindre värmeutveckling.
...
Så, då borde det ju, teoretiskt, vara möjligt att bygga en processor av SiC och montera den på ett kretskort av glasfiber precis som vi gör idag? Eller har jag missuppfattat något?

Visst kan du bygga en processor av SiC, det är just vad KTH i Kista håller på med. Men det blir ingen eller liten fördel mot en processor i kisel just vad rör processkapaciteten. Fördelen, som det ser ut idag är temperaturtåligheten, oavsett om den värmer sig själv eller om omgivningen redan är varm.

Om du ska kyla en SiC-processor till nära rumstemperatur med en kylare och sätta på ett vanligt glasfiberkort, har du inte uppnått stor skillnad mot en konventionell processor.

Skillnaden, alltså där det lönar sig att utnyttja den nya halvledaren, är om man faktiskt låter alltihop bli varmt, för att omgivningen är varm.

Motståndet i kanalen är inte så intressant för en processor, det viktiga är switchtiderna. Men som jag sagt tidigare, just nu handlar det inte om att smälla på ännu flera gigahertz utan det är dags att ta sig en funderare på hela arkitekturen. Framtiden heter exascale, alltså maskiner som klarar 10^18 FLOPS och den kapaciteten uppnås inte med en enda krets, oavsett hur mycket kylare du hänger på. Nu gäller massiv parallellbearbetning.

Sorry, men du ska inte förvänta dig en PC-kompatibel processor (Pentium77 eller något) som, kan vevas upp i en terahertz. Man stöter på helt andra problem när våglängderna kommer nedåt millimeter.

Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Exascale_computing
Sweclockers http://www.sweclockers.com/artikel/20368-en-superdator-fran-g...
På KTH http://techworld.idg.se/2.2524/1.486785/sa-bygger-kth-superda...

Permalänk
Medlem
Skrivet av TappadBakom:

Kanske största genombrottet med detta är att dom lyckats skjuta protoner i ljusets hastighet

Närå, det har CERN gjort länge.

Permalänk
Medlem
Skrivet av TappadBakom:

Sveriges bästa teknikskribent. Ni som inte läst artikeln om 39 gripen, gör det.

Här är artikeln om den första Gripen. Den lades aldrig ut på Internet, för det var inget man gjorde då, år 2000: http://docplayer.se/1475784-Piloten-drar-pa-efterbrannkammare...

Numera ser datorerna i Gripen E annorlunda ut. Databussarna har blivit flera och redundantare, men grundprinciperna gäller fortfarande.

Här är artikeln om motorn: http://techworld.idg.se/2.2524/1.174315/reaktionsmotor-12---b...

Simulatorartikeln på Sweclockers: http://www.sweclockers.com/artikel/20261-drommen-om-att-spaka...

Permalänk
Medlem

Tack för att alla är så snälla och gillar mina artiklar. Jag kommer snart med en om en FreeBSD-demon som kan installera systemet med vänster hand bakbunden, och en om mekanismerna bakom EVE Online.

Det var ju trist att det gick som det gick med IDG.