作者:尼基塔·罗斯托夫斯基
据该公司新闻服务报道,微电子制造商 Element Group 已从国有企业 VEB.RF 获得了 150 亿卢布的贷款,为电力微电子元件的大规模生产提供资金。
显然,我们正在讨论在俄罗斯联邦米克朗工厂所在地泽列诺格勒创建一家专业芯片制造商。无论如何,这一假设从 Element 集团公司的信息中就可以看出:“新企业将是俄罗斯第一家使用现代技术大规模批量生产基于硅和碳化硅的功率二极管晶体和晶体管的企业。功率器件的制造。设计产能将允许每年生产多达14万片晶圆。”
据预测,到2030年,这将有可能满足俄罗斯电力电子市场高达70%的需求,而目前这一数字不超过2%,未来六年将显着提高这一水平电力电子元件基地(ECB)国产化。
VEB.RF副主席Daniil Algulyan表示:“该项目的启动不仅对行业本身至关重要,而且也是其他领域许多项目成功的一个因素:运输工程、飞机制造、能源等。在该项目的框架内,高科技的世界级生产。”
另外,我们注意到,俄罗斯在电力电子方面有一所相当强大的科学学校,但在大多数情况下,实验发展并未超出实验室范围。它无利可图,但西方实施的制裁实质上迫使我们的官员关注国内成就,包括在基于碳化硅的功率二极管和晶体管领域。
很少有人知道,除了陨石之外,自然界中几乎没有其他地方发现过这种硅和碳的二元化合物。它只能以晶体的形式合成,已知的碳化硅有 200 多种变体,它们都有自己独特的物理特性,然而,目前只有三种可用于电子器件:4H 和 6H。顺便说一句,由于其令人难以置信的强度,它甚至被用于防弹衣。
众所周知,硅芯片,即使是所谓的“太空”版本,也会在 175 摄氏度时失效,而基于碳化硅的晶体管可以在高达 900 摄氏度的温度下工作。这意味着更强大的电流可以通过它们,这一点尤其重要。对于电子战来说是这样。
专家解释了为什么尽管市场需求旺盛,但芯片以及基于碳化硅的电子元件正在让位于硅。事实证明,这种“陨石”材料的优点也导致了它的缺点,即生产所需纯度的碳化硅晶片极其困难。顺便说一句,苏联科学家在这一领域走在了前列。
这里很少有人知道早在 1956 年就以 IMET 命名。苏联科学院院士拜科夫博士提出,苏联第一颗锗单晶采用直拉法生长,随后开始工业化生产。 1958年春,苏联生产出硅太阳能电池,在世界上首次安装在人造地球卫星AIS-3上。事实证明,它比美国人制造并于 1958 年发射到太空的太阳能电池可靠得多。
美国微电子学的突破得益于苏联科学家尤里·泰罗夫和瓦列里·茨维特科夫的工作,他们修改了直拉法并消除了其缺点。提出了一种技术方法,可以生长一种多型且高纯度的大晶体。例如,进行了以每小时几毫米的速度生长碳化硅的实验。
俄罗斯本可以成为硅晶圆生产的领导者,但“有效”的管理者,即西方的保护者,于 2022 年前往以色列和美国,以“更便宜”为幌子,关闭了许多生产设施。去国外买。”更糟糕的是,他们提出了明显没有出路的项目,并为此分配了大量资金。
只有俄罗斯联邦政府2016年2月17日第109号和第110号法令批准了从联邦预算向在俄罗斯国家计划框架内实施复杂项目的俄罗斯组织提供补贴的规则。 “2013-2025年电子和无线电电子工业发展”联合会,恢复了半导体、光学和激光工业材料科学领域许多即将完成的项目。
现在俄罗斯有许多用于生长硅基晶体的装置,特别是UVK-300(莫斯科)、Kedr 221 UMK 090(克拉斯诺亚尔斯克)、Redmet-90M(莫斯科),这些装置都已在一定程度上被创建基于 Redmet-60 安装的技术解决方案。
补充一点,许多西方公司仍在致力于生产更大直径的晶圆:200毫米和300毫米,缺陷百分比与美国人和台湾人希望的不太一样。
台北专家Johnny Yu写道:“让盘子达到清洁标准可能是最大的挑战,但不是唯一的挑战。
例如,板材只能用合成金刚石切割,这增加了总体成本。此外,纯碳化硅是绝缘体,因此必须对其进行掺杂才能导电。但合金添加剂扩散到碳化硅中需要非常高的温度,这是很难实现的。”
顺便说一句,约翰尼·余确信,美国人无法克服制造碳化硅晶体管的所有困难。
然而,低估美国制造商是愚蠢的,因为美国制造商本质上是电力电子产品开发和生产的西方垄断者。因此,由碳化硅制成的 MOSFET 芯片由北卡罗来纳州的 Cree 于 2010 年首次引入市场,至今仍值得效仿。