Semiconduttori SiC: cosa sono e perché sono così importanti?

I semiconduttori di silicio carburo (SiC) sono un tipo di materiale semiconduttore che è composto da silicio (Si) e carbonio (C).

Questo materiale ha una struttura cristallina unica che gli conferisce proprietà elettroniche eccezionali, come ad esempio una resistenza termica elevata e una resistenza elettrica molto bassa.

A causa di queste proprietà, i semiconduttori di silicio carburo sono molto utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui la tecnologia elettronica di potenza, le applicazioni aerospaziali e le tecnologie per la conversione dell’energia.

Ad esempio, i semiconduttori di silicio carburo vengono spesso utilizzati per la realizzazione di dispositivi elettronici ad alta tensione e ad alta corrente, come diodi, transistor e moduli di potenza.

Inoltre, i semiconduttori di silicio carburo hanno una bandgap più largo rispetto ai semiconduttori di silicio tradizionali, il che li rende più adatti per le applicazioni a temperature elevate.

Questo li rende ideali per l’utilizzo in ambienti ad alta tensione e ad alta corrente dove la dissipazione termica è un fattore critico.

Come vengono utilizzati i semiconduttori SiC?

I semiconduttori di silicio carburo (SiC) vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni a causa delle loro proprietà uniche.

Ecco alcune delle principali applicazioni dei semiconduttori SiC:

1. Tecnologia elettronica di potenza: I semiconduttori SiC vengono utilizzati perla realizzazione di dispositivi ad alta tensione e ad alta corrente, come diodi, transistor e moduli di potenza.

2. Sistemi di conversione dell’energia: I semiconduttori SiC vengono utilizzati in sistemi di conversione dell’energia, come inverter solari e sistemi di ricarica per veicoli elettrici, per migliorare l’efficienza e la stabilità della conversione dell’energia.

3. Aerospaziale: I semiconduttori SiC vengono utilizzati in applicazioni aerospaziali, come sensori e attuatori, per la loro resistenza alle alte temperature e alle radiazioni.
4. Automotive: I semiconduttori SiC vengono utilizzati in veicoli elettrici e ibridi per migliorare l’efficienza energetica e l’affidabilità del sistema di conversione dell’energia.

5. Telecomunicazioni: I semiconduttori SiC vengono utilizzati in dispositivi di telecomunicazione, come amplificatori di potenza e sistemi di segnalazione, per migliorare la velocità e l’affidabilità delle comunicazioni.

L’importanza dei semiconduttori SiC nella tecnologia

I semiconduttori di silicio carburo (SiC) sono molto importanti per il progresso delle tecnologie future per una serie di motivi, che vi andiamo velocemente a spiegare.

• Alte prestazioni elettriche: I semiconduttori SiC possiedono una resistenza elettrica molto bassa, che li rende ideali per l’utilizzo in dispositivi ad alta tensione e ad alta corrente. Questo significa che i dispositivi realizzati con i semiconduttori SiC possono essere più efficienti e affidabili rispetto ai dispositivi realizzati con altri materiali.
• Alta resistenza alle alte temperature: I semiconduttori SiC possiedono una elevata resistenza alle alte temperature, il che li rende ideali per l’utilizzo in ambienti ad alta temperatura e ad alta pressione. Questo li rende ideali per l’utilizzo in applicazioni aerospaziali, automotive e in sistemi di conversione dell’energia.
• Migliore efficienza energetica: I semiconduttori SiC possono migliorare l’efficienza energetica dei sistemi di conversione dell’energia, come inverter solari e sistemi di ricarica per veicoli elettrici. Questo aumenta l’efficienza energetica complessiva del sistema e riduce i costi.
• Migliore stabilità e affidabilità: I semiconduttori SiC possiedono una maggiore stabilità e affidabilità rispetto ai semiconduttori di silicio tradizionali, il che li rende ideali per l’utilizzo in sistemi critici, come quelli aerospaziali e automobilistici.

Non ci solo note positive però. I costi di realizzazioni ad oggi sono ancora piuttosto elevati.Il perché ad oggi questo tipo di semiconduttori non ha ancora soppiantato ogni altra tipologia di semiconduttori è da ricercarsi principalmente nel costo di produzione.

Grandissime imprese a livello mondiale stanno però spingendo in questa direzione, investendo cifre elevatissime nella ricerca e nella produzione.E’ chiaro che una produzione in larga scala abbasserebbe sensibilmente il costo finale, rendendo i semiconduttori SiC una irrinunciabile possibilità di crescita tecnologica nel futuro ormai prossimo.