Le carbure de silicium cohérent augmente l'autonomie des véhicules électriques

Coherent a suscité l'intérêt de quatre conglomérats japonais pour un investissement dans son activité de carbure de silicium, qui fabrique des puces qui étendent l'autonomie des véhicules électriques plus efficacement que celles fabriquées à l'aide de la technologie traditionnelle du silicium semi-conducteur. À l'heure actuelle, Coherent a une dette de plus de $4,3 milliards d'euros.

Le défaut de chrome dans le SiC héberge des spins d'électrons avec de longs temps de cohérence qui pourraient permettre des qubits hybrides à l'état solide. Il existe des techniques de mesure quantitative telles que la spectrométrie de masse à décharge luminescente et la spectroscopie de fluorescence des rayons X pour les échantillons solides.

Qu'est-ce que le carbure de silicium ?

Le carbure de silicium (ou nitrure de silicium) est un composé cristallin synthétique extrêmement dur de silicium et de carbone, développé pour la première fois à la fin du XIXe siècle et largement utilisé depuis. Ses applications comprennent les abrasifs, les meules, les outils de coupe, les pièces résistantes à l'usure des pompes et des moteurs de fusée, ainsi que les substrats semi-conducteurs pour les diodes électroluminescentes (DEL). En outre, en raison de ses faibles taux de dilatation thermique et de ses propriétés mécaniques supérieures, ce matériau constitue un excellent miroir pour les télescopes astronomiques.

Le carbure de silicium cohérent (communément appelé CARBOREX) est disponible en différentes compositions chimiques et tailles afin de répondre à un large éventail d'applications et d'industries. Les utilisations courantes de CARBOREX peuvent inclure, sans s'y limiter, les éléments suivants

La fabrication du carbure de silicium est relativement simple : un four à résistance électrique chauffe un mélange de sable siliceux et de carbone (tel que le charbon) jusqu'à 2500 degrés Celsius avant que des réactions chimiques d'agitation ne se produisent et produisent du carbure de silicium noir ou vert avec des couches contenant du graphite à l'intérieur, du alpha-SiC (avec une structure cristalline grossière), du bêta-SiC de qualité métallurgique et des matières premières n'ayant pas réagi à l'extérieur, l'alpha-SiC étant le grade le plus élevé avec une structure cristalline grossière, le bêta-SiC (qualité métallurgique), l'alpha-SiC (le grade le plus élevé avec une structure cristalline grossière), le bêta-SiC (qualité métallurgique), alpha-SiC (le grade le plus élevé avec une structure cristalline grossière), beta-SiC (grade métallurgique), alpha-SiC grade alphaSiC), beta-SiC (grade métallurgique), alphaSiC (alphaSiC), avec une structure cristalline grossière), alphaSiC produit à l'extérieur, beta-SiC (grade métallurgique), alphaSiC (qualité alpha à structure cristalline grossière), beta-SiC (qualité métallurgique), alphaSiC (qualité alpha à structure cristalline plus fine), beta-SiC (qualité métallurgique), alphaSiC en cours de production à l'extérieur), alpha-SiC en cours de production et matière première n'ayant pas réagi en cours de production à l'extérieur).

Washington Mills produit des qualités finies de carbure de silicium en utilisant du carbure de silicium brut broyé et calibré qui a été broyé pour obtenir des qualités finies de grains et de poudres convenant à diverses applications. Washington Mills fournit des poudres de carbure de silicium CARBOREX de tailles et de compositions chimiques diverses à une base industrielle variée, sous forme de poudre ou de grains, qui sont ensuite vendus pour être utilisés comme abrasifs, abrasifs appliqués, meules pour réfractaires, isolation, applications métallurgiques de sciage par câble ou comme matériau de support pour les catalyseurs hétérogènes, entre autres.

Applications

L'électronique de puissance est le domaine dans lequel les puces en carbure de silicium (SiC) brillent vraiment ; ces puissants transistors peuvent supporter des tensions plus élevées sans connaître de comportement de conduction imprévisible ou de défaillance catastrophique, ce qui permet de transférer plus de puissance à travers chaque puce et conduit à des systèmes électroniques de puissance plus petits et plus compacts qui économisent de l'énergie, du poids et des coûts tout en économisant de l'énergie.

La technologie utilisée dans la métrologie des semi-conducteurs peut améliorer la précision et la rapidité des mesures en remplaçant les techniques traditionnelles en vrac par des techniques plus sensibles qui offrent une précision et une rapidité de mesure accrues, telles que la spectrométrie de masse à décharge luminescente et la spectroscopie de fluorescence X sur des échantillons solides ; la spectrométrie d'émission optique à plasma inductif et la spectrométrie de masse ICP sur des échantillons digérés ou lessivés ; la spectroscopie de rupture induite par ablation laser/microscopie électronique à balayage/spectroscopie à dispersion d'énergie sur des échantillons en couches minces.

DENSO et Mitsubishi Electric ont investi de manière significative dans l'activité SiC de Coherent, en concluant des accords de fourniture à long terme de substrats et d'épiwafers de 150 mm et 200 mm, ainsi que de dispositifs et de modules de Coherent. M. Khan souhaite que son entreprise agisse comme un acteur commercial, en s'engageant avec des entreprises à tous les stades de la chaîne de valeur, afin d'apprendre des clients tout en améliorant les processus de production, des fours aux produits finaux eux-mêmes, en passant par les épiréacteurs.

Fabrication

Le carbure de silicium est un matériau semi-conducteur, ce qui signifie que sa conductivité électrique varie en fonction de la température ou de la pression. En raison de sa bande interdite beaucoup plus large que celle des semi-conducteurs traditionnels en silicium utilisés dans l'électronique moderne, le carbure de silicium a la capacité de déplacer l'énergie électrique plus rapidement (Wolfspeed).

La dureté, la rigidité et la conductivité thermique du carbure de silicium en font le matériau idéal pour les miroirs des télescopes astronomiques qui doivent résister à des températures extrêmement élevées. En outre, son faible taux de dilatation thermique le rend approprié pour les instruments spatiaux qui peuvent être soumis à des températures extrêmes et à des environnements froids.

Le carborundum, forme synthétique du carbure de silicium, est largement utilisé comme matériau abrasif pour le meulage et le polissage de surfaces métalliques telles que les freins de voiture, les plaques de céramique des gilets pare-balles, les carreaux de céramique semblables à du verre utilisés sur certains véhicules et aéronefs et les plaquettes de frein de voiture. De grands cristaux de carbure de silicium peuvent même être taillés pour former des pierres précieuses appelées moissanites.

Coherent, fournisseur de lasers et de commutateurs pour circuits électroniques, aurait reçu l'intérêt de conglomérats japonais désireux d'investir dans sa division carbure de silicium pour un montant pouvant aller jusqu'à $5 milliards, selon des sources qui se sont confiées à Reuters le 22 septembre. Un tel investissement réduirait la pression financière de Coherent tout en lui permettant d'augmenter la production de ses plaquettes de carbure de silicium de 8 pouces nécessaires aux dispositifs d'alimentation qui augmentent l'autonomie des véhicules électriques plus que ne le font les puces de silicium ordinaires.

Tarification

Les températures et les fréquences de fonctionnement plus élevées des puces en carbure de silicium devraient leur permettre de réduire la consommation d'énergie au fil du temps, ce qui rendrait la production et le fonctionnement des véhicules électriques plus rentables. En outre, le carbure de silicium peut supporter des tensions et des courants plus élevés que les semi-conducteurs traditionnels.

Les constructeurs automobiles japonais Denso et Mitsubishi Electric ont récemment investi un montant combiné de 1,4 milliard de dollars dans l'unité de carbure de silicium de Coherent, la valorisant ainsi à environ 1,4 milliard de dollars, selon des sources familières avec le dossier. Cela représente une prime étant donné que Coherent elle-même a une valeur d'entreprise d'environ 1,4 milliard de tonnes et que son activité de carbure de silicium ne représente qu'un pourcentage à un chiffre de son chiffre d'affaires total.

L'entreprise développe sa production de substrats de 8 pouces pour les plaquettes épitaxiales et prévoit que cette taille de plaquette plus importante pourra être utilisée pour des applications nécessitant des dispositifs à haute puissance/fréquence.

La demande pour la technologie du carbure de silicium continue d'augmenter. Pourtant, alors que le chiffre d'affaires de Coherent a grimpé de 56% d'une année sur l'autre pour atteindre $5,16 milliards après que II-VI a acquis et renommé Coherent original avec un nouveau nom et un nouveau ticker, les matériaux de mise en réseau et le chiffre d'affaires des activités laser ont diminué séquentiellement tout au long de l'exercice 2023.