Kemitraan baru AS-Taiwan menargetkan wafer silikon karbida untuk chip 6G yang lebih cepat dan lebih dingin
Universitas Purdue telah mengumumkan kemitraan strategis dengan GeChi Compound Semiconductor (GCCS) yang bertujuan untuk meningkatkan dan meningkatkan produksi semikonduktor silikon karbida (SiC). Hal ini menghasilkan penandatanganan nota kesepahaman (MOU) lima tahun yang berfokus pada penguatan penelitian dan pengembangan kolaboratif serta penciptaan inisiatif pengembangan tenaga kerja akademik-industri. Kuan-Ming Hsiung, ketua dewan direksi GCCS, mengatakan, “Dengan menggabungkan skala manufaktur kami dengan institusi akademis terkemuka Amerika, kami mengambil tindakan tegas untuk mengamankan rantai pasokan silikon karbida dalam negeri. Kolaborasi ini bukan hanya tentang memajukan material; namun juga tentang membangun kapasitas produksi yang tangguh dan menghasilkan hasil tinggi di Amerika Serikat yang sangat penting bagi keamanan teknologi nasional dan masa depan infrastruktur penting global.” Mengapa silikon karbida penting Silikon karbida adalah semikonduktor dengan celah pita lebar. Ia menawarkan gangguan medan listrik kira-kira sepuluh kali lipat dari silikon konvensional, serta konduktivitas termal yang lebih tinggi dan kemampuan untuk beroperasi pada suhu sambungan di atas 200°C. Properti ini memungkinkan perangkat berbasis SiC, terutama MOSFET dan dioda Schottky, untuk beralih lebih cepat dan membuang lebih sedikit energi dibandingkan perangkat silikon pada peringkat tegangan setara, yang berarti modul daya lebih kecil, lebih ringan, dan efisiensi sistem lebih tinggi. Permintaan terhadap SiC telah meningkat tajam, namun pasokan sulit untuk mengimbanginya karena produksi wafer SiC bersifat padat modal, sensitif terhadap hasil, dan dibatasi oleh terbatasnya jumlah pemasok substrat yang memenuhi syarat secara global. Kemitraan antara Purdue dan GCCS diorientasikan untuk menjembatani kesenjangan antara penelitian SiC skala laboratorium dan proses manufaktur yang padat volume. Keahlian infrastruktur fabrikasi semikonduktor dan ilmu material Purdue diharapkan dapat mendukung pekerjaan pengembangan proses yang dapat diteruskan oleh GCCS ke dalam lingkungan produksi. GCCS yang berbasis di Taiwan berspesialisasi dalam pertumbuhan kristal silikon karbida tingkat lanjut, yang secara langsung membuka tiga hambatan perangkat keras penting yang menghambat teknologi komputasi dan telekomunikasi berkinerja tinggi. Hal ini mencakup: Manajemen termal: SiC berfungsi sebagai substrat wafer yang unggul, memungkinkan pendinginan tingkat lanjut melalui microchanneling dalam platform pengemasan chip-on-wafer-on-substrat dan chip-on-panel-on-substrat. Pengiriman daya: SiC memodernisasi konversi daya jaringan-ke-server dengan terobosan efisiensi memanfaatkan transmisi arus searah tegangan tinggi dan transformator solid-state. Telekomunikasi 6G: SiC memberikan efisiensi material penting yang diperlukan untuk perangkat yang mendukung konektivitas generasi mendatang. Dengan mendobrak kendala fisik ini, GCCS merekayasa tulang punggung material untuk masa depan AI dan komunikasi global. Penelitian bersama Purdue dan GCCS akan berfokus pada isolasi cacat kristal dan mengoptimalkan pertumbuhan material silikon karbida untuk mempercepat transisi ke platform wafer 8 inci dan 12 inci dengan hasil tinggi. Peningkatan skala manufaktur Peralihan proses SiC dari pabrik penelitian ke manufaktur bervolume tinggi menghadirkan tantangan yang lebih dari sekadar kualitas bahan. Pertumbuhan epitaksi SiC pada wafer memerlukan suhu di atas 2732°F dan bahan kimia prekursor yang tepat; bahkan penyimpangan proses yang kecil pun dapat menghasilkan cacat pipa mikro yang membuat perangkat tidak dapat dioperasikan. Langkah-langkah litografi hilir dan implantasi ion juga lebih menuntut dibandingkan silikon, sebagian karena kekerasan SiC mempersulit pemolesan dan keseragaman etsa. Biaya masih menjadi masalah struktural. Wafer SiC beberapa kali lebih mahal per satuan luasnya dibandingkan substrat silikon sejenisnya, dan meskipun peningkatan efisiensi perangkat dapat mengimbangi biaya tingkat sistem, keekonomiannya sangat bergantung pada pencapaian hasil wafer yang tinggi. Kemitraan antara kelompok penelitian universitas dan entitas komersial secara historis berfungsi sebagai salah satu mekanisme untuk mengurangi risiko pada perbaikan proses tahap awal sebelum berkomitmen pada lini produksi. Pasar SiC global saat ini didominasi oleh sejumlah kecil produsen, termasuk Wolfspeed, Coherent, dan STMicroelectronics, yang semuanya telah mengumumkan perluasan kapasitas bernilai miliaran dolar dalam beberapa tahun terakhir. Kemitraan universitas-industri seperti yang dilakukan Purdue dengan GCCS mewakili pendekatan yang berbeda — pendekatan yang berfokus pada inovasi proses dibandingkan penambahan kapasitas mentah.
Diterbitkan : 2026-06-01 20:11:00
sumber : interestingengineering.com
