سلیکون کاربائیڈ (SiC) ماڈیولز کو برقی گاڑیوں کے پاور ٹرین سسٹم کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے اہم سمجھا جاتا ہے۔ سلیکون پر مبنی ڈیوائسز سے سلکان کاربائیڈ ڈیوائسز کی طرف اہم تبدیلی پاور سسٹمز میں پاور کثافت بڑھانے میں بہت زیادہ تعاون کرے گی جب کہ سائز، وزن، اور سب سے اہم، الیکٹرک گاڑیوں کی لاگت کو کم کرے گی۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اگرچہ سلیکون پر مبنی پاور سیمی کنڈکٹرز کو اب بھی بہتر بنایا جا رہا ہے، لیکن وہ ترسیل اور سوئچنگ کے نقصانات کے لحاظ سے اپنی آپریشنل حدود کو پہنچ چکے ہیں۔ سلکان کاربائیڈ، اپنے وسیع بینڈ گیپ کے ساتھ (سلیکون کے 3.26eV کے مقابلے میں 1.12eV)، اس طرح کے نقصانات کو کم کر سکتا ہے اور بہترین اعلی درجہ حرارت اور اعلی تعدد کارکردگی فراہم کر سکتا ہے۔

بہت سے SiC چپ بنانے والے پہلے ہی اپنی 150mm سلکان پروڈکشن لائنوں کو SiC مینوفیکچرنگ میں تبدیل کر چکے ہیں۔ ویلیاڈیس نے کہا، "اب تک انتہائی کامیاب نقطہ نظر بالغ، مکمل طور پر فرسودہ سلیکون فیکٹریوں میں سلیکون کاربائیڈ کی پروسیسنگ کر رہا ہے، جس میں تقریباً 30 ملین ڈالر کی سرمایہ کاری ہے، جس سے زبردست منافع ملتا ہے۔" پاور ماڈیولز کے لیے لاگت خاص طور پر اہم ہے۔ "سلیکون کاربائیڈ استعمال کرنے سے، آپ سیمی کنڈکٹر چپس کے لیے تقریباً تین گنا قیمت ادا کریں گے، لیکن سسٹم کی مجموعی لاگت سلکان پاور ماڈیولز کے مقابلے میں کم ہوتی ہے، جو وجدان کے خلاف ہے۔ لیکن جواب آسان ہے۔ موثر طریقے سے کام کرنے کی صلاحیت۔ اعلی تعدد پر مقناطیسی اور غیر فعال اجزاء کے حجم کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے، چپ کی تیاری کی اعلی قیمت کو پورا کرتا ہے۔"

تاہم، کوئی پرانی فیکٹریاں باقی نہیں ہیں جو اس صنعت میں $30 ملین کی تزئین و آرائش کا متحمل ہوسکیں۔ نئی سلیکون کاربائیڈ ویفر فیکٹریاں تیزی سے زیر تعمیر ہیں۔ دریں اثنا، نان ویفر کمپنیاں صلاحیت کے لیے مقابلہ کر رہی ہیں۔

بوش پاور سیمی کنڈکٹرز اور ماڈیولز کے سینئر وی پی، رالف بورنفیلڈ نے کہا، "ہمارے پاس دو باہمی مقابلہ کرنے والی مارکیٹیں ہیں- آٹوموٹو مارکیٹ اور قابل تجدید توانائی کی مارکیٹ، دونوں ہی صلاحیت کی تلاش میں ہیں۔" "ہم نے COVID-19 وبائی مرض سے سیکھا ہے کہ ایک مسابقتی مارکیٹ دوسری مارکیٹ کو بند کر سکتی ہے، لہذا ہمیں اس پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔" Bosch فی الحال 1,200V کے بریک ڈاؤن وولٹیج کے ساتھ تیسری نسل کے SiC MOSFET ماڈیولز تیار کر رہا ہے۔

SiC ڈیوائسز آٹوموبائلز کے لیے خاص طور پر موزوں ہیں کیونکہ وہ سخت ماحول میں زیادہ درجہ حرارت پر کام کر سکتے ہیں، جس سے زیادہ طاقت کی کثافت ملتی ہے۔ SiC پاور ڈیوائسز انتہائی کم سوئچ نقصانات اور انتہائی کم RDSon (آپریٹنگ کے دوران سورس اور ڈرین کے درمیان مزاحمت) حاصل کرتے ہیں۔ چھوٹے RDSon کا تعلق MOSFETs میں کم بجلی کے نقصانات سے ہے۔

ڈیوائس کی صلاحیت SiC مواد سے شروع ہوتی ہے۔ "کرسٹل کا معیار ایک اہم عنصر رہا ہے جس پر تمام کھلاڑی پچھلے 20 سالوں سے توجہ دے رہے ہیں، لیکن کرسٹل میں اب بھی بیسل ہوائی جہاز کی نقل مکانی، اسٹیکنگ فالٹس وغیرہ موجود ہیں، جن کو 20، 30، اور بنانے کے لیے ڈیزائن کرنے کی ضرورت ہے۔ 40 مربع ملی میٹر ڈیوائسز،" کرسٹوف میلویل، SOITEC انوویشن کے سینئر VP نے کہا۔ "جب ہم چار سال پہلے سلیکون کاربائیڈ فیلڈ میں داخل ہوئے، تو ہم نے پہلی بار جو دیکھا وہ یہ تھا کہ ایک پنڈ سے دوسرے اور ایک ویفر سے دوسرے میں تغیر پایا جاتا ہے، جسے انجینئرز کو عام طور پر ایپیٹیکسی کو ایڈجسٹ اور درست کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، مینوفیکچرنگ میں اس کا نفاذ۔ ابھی تک دبلا نہیں ہے۔"

برقی پہلوؤں کے لحاظ سے، پاور ڈیوائسز پرجیوی انڈکٹنس، اسپارکنگ اور دیگر چیلنجز کے لیے حساس ہو سکتے ہیں۔ اینالاگ مکسڈ سگنل فیکٹریوں کے برعکس جہاں سکڑنے کی کمی ہے، پیرامیٹرز بنیادی توجہ ہیں، اور پاور انجینئرز کو مختلف حالتوں سے نمٹنے کی ضرورت ہے۔

"ماضی میں، (اینالاگ) سکڑنے کی کمی تھی۔ لیکن اب ان میں نقائص کے لیے پختہ عمل ہے،" ڈی آر یلڈ کے سی ای او ڈیٹر راتھی نے کہا۔ "جیسا کہ کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹرز جیسے سلکان کاربائیڈ، گیلیم نائٹرائڈ، اور گیلیم آرسنائیڈ زیادہ مرکزی دھارے میں شامل ہوتے ہیں اور تیزی سے بڑھتے ہیں، پیرامیٹرک پیداوار کے مسائل بہتر ہوں گے۔"