В Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете ЛЭТИ ведется создание первого отечественного полевого транзистора на основе карбида кремния. В марте 2025 года создан первый прототип на 1,7 кВ по оригинальной топологии и технологическому маршруту изготовления для адаптации к производственным возможностям российских предприятий.
Как сообщают разработчики, раньше Россия закупала карбидокремниевые транзисторы за рубежом, где технологии создания и производство таких компонентов уже имеются. О чем идет речь?
Почему карбид кремния перспективнее кремния в электронике? Карбид кремния (SiC) работает при более высоких температурах и напряжениях без потери электрических свойств. Разработки на его базе уже используются во всех типах современной высоковольтной электроники, включая бытовую технику, электротранспорт, системы связи и оборудование для космических аппаратов. Фактически это одно следующих поколений полупроводников — позволяет увеличить максимальное электрическое напряжение в 10 раз, скорость переключения — в 2 раза, теплопроводность — в 3 раза.
Полевой транзистор — это полупроводниковый радиокомпонент, используемый для усиления электрического сигнала. В цифровых устройствах схемы на основе таких транзисторов исполняют функции ключей, управляющих переключениями логических элементов.
Транзисторы на основе карбида кремния имеют крайне низкие потери мощности при переключениях, работают быстрее и надежнее кремниевых и имеют меньший размер кристалла для эквивалентного напряжения пробоя. Устройства на их основе работают на более высоких частотах, а также при температурах значительно превышающих 200 градусов Цельсия (в итоге — требования к охлаждению ниже, а срок службы изделия — больше).
Применение карбида кремния в российской электронной промышленности требует не только наличия технологий его синтеза, но и создания собственных технологических решений для его производства. Именно этим и занимаются наши ученые в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете ЛЭТИ.