Silicon Carbide and Sostenentabilidad: un dúo poderoso
El carburo de silicio ha ganado terreno a medida que los sistemas de próxima generación superan los límites de rendimiento y capacidad. Con propiedades físicas y químicas excepcionales, como la resistencia, la alta conductividad térmica, la dureza y la durabilidad, el carburo de silicio ofrece numerosas ventajas que van mucho más allá de los requisitos de rendimiento.
SIC, también conocido como carburo de silicio artificial (A-SIC), se sintetizó primero utilizando artificialmente el proceso Acheson en 1891. Se puede encontrar un SIC natural como la moissanita de gemas transparentes, además de usarse para revestimientos refractarios, herramientas de corte y semiconductores semiconductores Aplicaciones como LED.
Eficiencia energética
El carburo de silicio es un material ideal para aplicaciones electrónicas de energía. Con una eficiencia energética significativamente mayor en comparación con los semiconductores de silicio tradicionales, y ser capaz de operar a frecuencias más altas, el carburo de silicio hace que el uso ideal en las industrias automotriz, aeroespacial, de comunicaciones y de fabricación de turbinas eólicas. Además, su conductividad térmica superior y su dureza lo hacen adecuado para su uso como componentes de muchas otras maneras además de la producción de turbinas eólicas.
La creciente demanda de energía verde ha aumentado la importancia de los suministros eficientes. La generación de electricidad eficiente reduce la dependencia de los combustibles fósiles al tiempo que mejora los sistemas de distribución que ofrecen energía directamente a los consumidores, aumentando la efectividad de los generadores renovables y ayudan a reducir las emisiones de carbono. Sin embargo, también debe existir un sistema de transporte eficiente para una generación eléctrica efectiva.
Los objetivos de sostenibilidad son vitales para preservar recursos vitales como el aire limpio y el agua para las generaciones futuras. Lograr estos objetivos requiere un cambio en el pensamiento y las prácticas comerciales, lo que significa cambiar la forma en que las personas perciben el riesgo mientras cambian hacia el pensamiento a largo plazo; También desarrolla estrategias que equilibran los impulsores ambientales con diferenciadores clave y demandas del mercado.
ESK y Kyocera, dos empresas de ingeniería alemana y productor de cerámica técnica japonesa, respectivamente, han participado en una asociación para encontrar soluciones para la producción sostenible de carburo de silicio (SIC). Los socios apuntan a producir polvo SIC de alta pureza con impactos ambientales reducidos al tiempo que mejora los procesos de fabricación e investigan aplicaciones innovadoras. Además, los socios planean utilizar la tecnología de reciclaje recosical como parte de esta iniciativa para convertir los subproductos y la cerámica de fin de vida en materias primas SIC de alta pureza adecuadas para uso industrial.
Amabilidad ambiental
Las soluciones de carburo de silicio ayudan a la electrónica de energía a aumentar la eficiencia y disminuir las emisiones de carbono, a medida que las demandas de energía continúan aumentando en todo el mundo. Con las demandas de energía que alcanzan alturas récord, las naciones en todo el mundo están trabajando para eliminar los combustibles fósiles a favor de las fuentes de energía basadas en la electricidad más limpias; El carburo de silicio (SIC) juega un papel fundamental en la alcance de este objetivo.
La banda de banda más ancha de SIC permite que los electrones se crucen más fácilmente desde su banda de valencia a la banda de conducción, esencial para realizar la corriente. A diferencia de Silicon, que tiene una banda de banda más pequeña y es un aislante, SIC es un semiconductor y, por lo tanto, es más fácil de construir y mantener circuitos, así como una operación más rápida y más rentable de dispositivos en entornos hostiles.
Silicon se consideró durante mucho tiempo el material semiconductor de potencia principal, pero la introducción de semiconductores de bandas de banda anchos como el nitruro de galio y el sic está revolucionando las baterías eléctricas de los vehículos, ayudando a reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero al hacerlos más eficientes en la energía y más pequeños, impulsadas tanto por las presiones regulatorias como así como el consumidor desea la transición de los combustibles fósiles hacia sistemas de energía basados en electricidad renovables.
Como resultado de este cambio, muchas compañías priorizan la sostenibilidad y adoptan prácticas ecológicas en sus instalaciones. El semiconductor de Navitas, uno de los principales productores de carburo de silicio, fue recientemente certificado como neutral de carbono por el programa de entorno de la ONU y también fue pionero en un método ecológico para fabricar obleas SiC llamadas sinterización de RBSC usando Boron a una temperatura de sinterización más baja; Esto da como resultado un polvo de mayor pureza al tiempo que disminuye simultáneamente la huella ambiental.
Fiabilidad
Los transistores de potencia de carburo de silicio (SIC) se pueden fabricar con altos niveles de confiabilidad, proporcionando un impulso significativo a las eficiencias de los sistemas de conversión de energía. Los transistores SIC operan de manera más confiable a frecuencias más altas mientras operan en condiciones ambientales más duras que sus contrapartes de silicio que permiten ahorros significativos en el tamaño de los componentes, el costo y las pérdidas de energía.
Silicon ha sido durante mucho tiempo el material semiconductor, pero está alcanzando sus límites prácticos. A medida que aumenta la demanda de energía y las demandas de energía se expanden, los dispositivos SIC ofrecen potencial para aumentar la densidad de potencia al tiempo que disminuyen las pérdidas de cambio, mientras que resisten las temperaturas más altas y el daño por radiación mejor.
Los semiconductores compuestos SIC de BandGAP ancho tienen una gran promesa de revolucionar muchas aplicaciones que requieren transistores de alto rendimiento y eficientes. Los transistores SIC operan a temperaturas más altas al tiempo que ofrecen características de voltaje de descomposición superiores que los transistores de potencia de silicio; Además, se pueden crear utilizando procesos similares: ahorrar tiempo y presupuesto cuando comienza el desarrollo de dispositivos.
La sensibilidad verde y las regulaciones gubernamentales han provocado avances rápidos en tecnología de baterías para vehículos eléctricos (EV). Este desarrollo ha revolucionado la generación de energía al eliminar la intermitencia causada por la energía solar y eólica, como la variabilidad climática. Como resultado, las soluciones de carburo de silicio de Wolfspeed ayudan a los diseñadores a realizar una mayor eficiencia a nivel de sistema con menores costos para una mejor eficiencia del sistema y densidad de potencia.
Sostenibilidad
La sostenibilidad es un objetivo a largo plazo diseñado para garantizar que los recursos naturales continúen estando disponibles para las generaciones futuras, incluida la conservación de entornos naturales al tiempo que minimiza las emisiones comerciales y gubernamentales. La sostenibilidad generalmente abarca tres conceptos centrales: económico, ambiental y social.
A medida que aumentan las demandas de energía global y las emisiones de gases de efecto invernadero, muchas compañías priorizan las operaciones sostenibles en sus operaciones. El carburo de silicio es uno de los materiales clave de componentes de energía que ayuda a las empresas a cumplir con estos objetivos, lo que ayuda a aumentar la eficiencia al tiempo que disminuye las pérdidas del sistema y mejora el rendimiento en los inversores solares.
Los componentes de potencia de carburo de silicio también se han utilizado ampliamente por varias tecnologías renovables, ayudando a reducir su huella de carbono y promover los esfuerzos de sostenibilidad.
Alcanzar la sostenibilidad como empresa implica reformular los riesgos y convencer a los empleados de los beneficios asociados con la inversión en prácticas sostenibles, en lugar de esperar hasta 2050 antes de tomar medidas sobre ellos. Establecer objetivos realistas ahora en lugar de esperar puede ayudar, al igual que centrarse en los beneficios que ofrece la tecnología sostenible ahora y en el futuro, como la instalación de semiconductores de banda anchos como el carburo de silicio en vehículos eléctricos disminuirán significativamente las necesidades de energía para alimentarlos.