Bizen, en ny, disruptiv wafer-procesteknologi, er blevet verificeret på fysiske wafers til at give de samme spændingsniveauer, switch-hastigheder og effektydelse som WBG-komponenter (wide bandgap), ifølge udviklingsfolkene hos britiske SFN (Search For The Next) De første Bizen-baserede komponenter er medlemmer af QJT-familien (Quantum Junction Transistor) og inkluderer tre komponenter til nominelt 1.200V/75A, 900V/75A og 650V/32A – leveret i industrielt standardiserede TO247- eller TO263 power-MOSFET kapslinger. Hvad der er vitalt, er, at komponenterne kan fremstilles på standard silicium-substrater på konventionelle silicium-fremstillingslinjer til større procesgeometrier.
– For at opnå en sådan ydelse fra traditionelle silicium-baserede MOSFETs, skal komponenter normalt gøres meget. 1.200V/75A fra en TO247-kapslet komponent ville normalt kræve wide-bandgap materialer som SiC (siliconcarbid), men den metode har sine egne udfordringer. SiC tager længere tid at fremstille –i øvrigt med et ret stort carbon-footprint. Uanset roadmap kan SiC heller ikke skaleres som silicium, og Bizen-teknologien fjerner alle argumenter om, at SiC kan matche silicium økonomisk. De data, som praktiske wafer-tests viser med brug af Bizen på siliciumsubstrater, dokumenterer, at vores QJT’er har den samme ydelse som SiC- eller GaN-komponenter. Alligevel kræver QJT’er fremstillet på Bizen-teknologien præcis de samme processer som for standard silicium MOSFETs, og Bizen-processen medfører ikke ekstra produktionskompleksitet, forklarer David Summerland, CEO og grundlægger af det Nottingham-baserede Search For The Next (SFN), der har opfundet Bizen-teknologien.
Bizen udfører den traditionelle bipolare wafer-proces med brug af kvantemekanik. Resultatet er yderst robuste og pålidelige komponenter med udgangspunkt i arven fra den traditionelle, bipolare silicium-teknologi.. Bizen reducerer samtidigt leadtimes fra 15 weeks – typisk for integration af MOS til storskala-integreret CMOS – til mindre end to uger med halvdelen af de normalt nødvendige proceslag. De nye QJT’er bruger de samme otte lag og wafer-processer.
Wafer-tests viser også, at Bizen-processen kan give en strøm-gain på over 1 million. Det tillader direkte forbindelse mellem en 1.200V/75A QJT power-transistor og et lavvolt CPU’s output-port med en meget lille strøm som tilfældet er i PWM-styringer.
– QJT er den første effektkomponent i Bizen-familiens roadmap. Det vil på kort sigt føre til PJT’en (Processor Junction Transistor), som vil være en integreret Bizen-komponent, der indeholder en egen processor – og som vil kunne fremstilles med en produktionstid på bare otte dage, hvad der vil kunne føre til en helt ny æra for intelligente effektkomponenter, konkluderer David Summerland.
SFN har også frigivet komparative ydelsesdata for en komponent på nominelt 1.200V/100A – også kapslet i et TO247-hus – og som optræder på virksomhedens kortsigtede roadmap. Tabene i den aktuelle komponent vil være en fjerdedel (<300mV) sammenlignet med en lignende SiC-komponent, ligesom input-kapacitansen vil være fire til fem gange mindre (< 1pF).
Bizen er en ny halvlederfremstillingsproces, der bruger principperne i kvantetunnelmekanikken til computer- eller effektteknologiier. Sammenlignet med CMOS, kan Bizen reducere lead-time for komponentfremstilling med en faktor fem fra 15 uger til kun 12 dage. Desuden giver Bizen en trefold forbedring af gate-tætheden svarende til en trefold reduktion i den nødvendige die-størrelse. Forbruget falder også, ligesom effektkomponenter kan realiseres på et mindre areal for en given ydelse. Bizen-teknologien går det lettere at designe enklere kredsløb med færre lag, så komplekse komponenter på mange af de fabs til større geometrier, som allerede findes i Europa/UK. Bizen er en patentbeskyttet teknologi udviklet i UK af Search For The Next (SFN). WaferTrain er forhandlerleddet og et datterselskab under Search For The Next Ltd.
For flere detaljer om Bizen og SFN, se venligst: https://www.wafertrain.com/blog, eller deltag i diskussionen på: https://www.wafertrain.com/discussions, eller på de sociale medier:
https://www.linkedin.com/company/wafertrain
https://www.instagram.com/wafertrain/
