Силова електроніка на так званих широкозонних напівпровідниках – це та копійка, яка рубль береже. Ефективність інверторів на ключах з карбіду кремнію або нітриду галію досягає 99%. І це не єдина їхня перевага, хоча в світлі тотальної електрифікації транспорту ефективність – це головне. Як цим розпорядитися? Для цього інститут IEEE підготував трирівневу «дорожню карту».
Інститут інженерів електротехніки та електроніки – IEEE – це некомерційна асоціація фахівців в області техніки. На рахунку робочих груп цієї організації безліч стандартів з радіоелектроніки, електротехніки та апаратного забезпечення обчислювальних систем і мереж. Всім звичний Wi-Fi, наприклад, це серія стандартів IEEE 802.11х. Тому поява стандартів або рекомендацій IEEE в області розвитку і просування напівпровідників з широкою забороненою зоною можна тільки вітати.
Дискретні і інтегровані рішення на широкозонних напівпровідниках (WBG, wide bandgap) дозволяють і дозволять випускати гранично компактні та ефективні перетворювачі енергії для смартфонів, ноутбуків, серверів і побутової електроніки. Вони знайдуть застосування в системах харчування електромобілів і в перетворювачах енергії, отриманої з поновлюваних джерел (а там з потужністю сталістю джерел дуже негусто, так що ефективність виправдає себе на всі сто відсотків).
Плани по оптимальному розвитку WBG-рішень і областей застосування широкозонних напівпровідників склали робочі групи Товариства IEEE PELS (Power Electronics Society). Це технологічна дорожня карта для силових напівпровідників з широкою забороненою зоною або ITRW. «Мета цього документа – прискорити процес НДДКР, щоб реалізувати потенціал цієї нової технології».
Чотири напрямки ITRW включають галузі вивчення підкладок і окремих елементів (транзисторів), конструкцію модулів і упаковку, рішення і область застосування напівпровідників на основі нітриду галію (GaN) і область застосування напівпровідників на основі карбіду кремнію (SiC). У розробці рекомендацій в цих областях беруть участь експерти з усього світу, в тому числі матеріалознавці і інженери, фахівці з пристроїв і дослідники, політики і представники промисловості та наукових кіл.
Представлені плани з просування широкозонних напівпровідників розділені на короткострокові (5 років), середні (5-15 років) і довгострокові. Короткострокові плани спираються на існуючі продукти і додатки. Середньострокові плани роз’яснюють шляхи найбільш успішної комерціалізації WBG-розробок, а довгострокові плани присвячені перспективним розробкам, наприклад, створення інтегрованих WBG-перетворювачів. «Дорожня карта» не безплатна. Показати тільки тих PELS отримають її безкоштовно. Для членів IEEE доступ до документа коштує $ 50, а для всіх інших – по $ 250.
Додамо, стандартами в області широкозонних напівпровідників також займається комітет JEDEC, і його робочі групи вже досягли певного успіху на цьому шляху.