Axcelis Technologies і GE Aerospace спільно розробляють силікон-карбідні потужні пристрої
Axcelis Technologies і GE Aerospace розпочали значущу програму спільної розробки, спрямовану на створення наступного покоління потужних пристроїв з суперперехрестям на базі силікон-карбіду (SiC), розрахованих від 6,5 до 10 кВ. Оголошене в серпні 2025 року, це партнерство покликане перетворити галузі аерокосмічної техніки, оборони та передових комерційних енергетичних систем.
Чому силікон-карбід, і чому саме зараз?
Силікон-карбід служить каталізатором революції у сфері силової електроніки. Відмінно від традиційного силікону, SiC вирізняється здатністю витримувати вищі напруги, переносити екстремальні температури та працювати ефективніше на вищих частотах. Відповідно, SiC-пристрої не лише більш компактні та легкі, але й забезпечують вищу продуктивність — якості, що високо цінуються в таких сферах, як авіація, космічні дослідження, військова техніка, відновлювальна енергія та інфраструктура з підтримкою AI.
Ключові переваги SiC-пристроїв:
- Покращена енергетична ефективність і зменшення виділення тепла
- Більш компактні, легші та міцні електронні модулі
- Підвищена надійність в агресивних середовищах, таких як космічний простір або гіперзвукові польоти
- Важливий чинник для розвитку електрифікації у авіації та військових транспортних засобах
“Силікон-карбіді високовольтні потужні пристрої є важливим чинником для широкого спектра перспективних застосунків, включаючи гіперзвукові подорожі, електричну тягу та космічні дослідження.” — д-р. Любіша Стеванович, GE Aerospace Research
Співпраця: Axcelis + GE Aerospace
Що вони створюють?
Програма спільної розробки зосереджена на створенні готових до виробництва потужних пристроїв SiC із суперперехрестям на 6,5-10 кВ. Ці пристрої є критично важливими для:
- Більш компактної та ефективної авіоніки
- Міцної оборонної електроніки
- Електричних і гібрідних систем тяги для майбутніх літаків
- Передових енергетичних систем для космічних апаратів і військових платформ
Хто чим займається?
- Axcelis Technologies надає свій високонадійний іонний імплантатор Purion XEmax, що дозволяє точне та глибоке легування алюмінієм у SiC підкладки, з енергією променів до 15 МеВ. Цей інструмент каналує понад 7мкм глибини імплантації алюмінію, дозволяючи гнучкіше контролювати електричні характеристики пристрою за нижчою вартістю та з меншим числом операцій.
- GE Aerospace використовує свій багаторічний досвід у дослідженнях SiC та своє масштабне портфоліо інтелектуальної власності SiC, розробляючи SiC-електричні силові продукти для комерційних літаків і наземних транспортних засобів. Найостанніший фокус включає застосування у гіперзвукових транспортних засобах, електричній тязі та космічній техніці.
Ця ініціатива є частиною проекту Advanced High Voltage Silicon Carbide Switches під управлінням CLAWS Hub, яким керує Університет Північної Кароліни.
Чому суперперехрестя?
Проектування суперперехресть представляє критичний крок уперед у галузі силових напівпровідників, значно знижуючи опір у “включеному” стані. Ця ефективність важлива для швидкого перемикання дуже високих напруг при мінімальній втраті енергії у вигляді тепла. В авіакосмічній та оборонній сферах, де розмір, вага і потужність є критичними, кожен збережений ват є важливим.
Застосування на передовій: від неба до моря та космосу
Аерокосмічна галузь: електрифікація неба
Сучасні комерційні та військові літаки дедалі більше покладаються на компактні, легкі та ефективні потужні модулі для авіоніки, управління “fly-by-wire” та електрифікованої тяги. SiC-електроніка грає вирішальну роль у задоволенні цих потреб, сприяючи створенню “більш електричних” літаків, зменшуючи витрати пального, викиди, вагу та витрати на обслуговування, а також підвищуючи готовність до експлуатації.
Оборона і космос: живлення критичних для місій систем
Військові транспортні засоби та морські судна потребують надійних, високовольтних SiC-систем для передових зброй, радарів та енергомістких електронних бойових засобів. Наприклад, лазерна зброя HELIOS ВМС США використовує SiC MOSFET для ефективного живлення швидкострільних раундів проти загроз.
Цікавий факт: технології SiC приводять у життя інновації, що колись уявлялись лише в науково-фантастичних фільмах, перетворюючи високопотужні лазери та системи радарів, схожі на щити, для суден та літаків у реальність!
На космічних апаратах SiC-перемикачі є незамінними для легких, модульних регуляторів потужності, які можуть витримувати космічні простори та випромінювальні умови — це важливо для місяцевих баз, місій на Марсі та автономних космічних станцій. Міжнародна космічна станція демонструє необхідність надійного управління енергетичними навантаженнями, що є сферою, де SiC відзначається.
Майбутня технологія: AI, квантум і не тільки
Міцність і продуктивність SiC відкривають можливості для чипів наступного покоління з AI, квантових комп’ютерів та пристроїв на краю мережі, які повинні надійно працювати в екстремальних або високорадіаційних умовах, розширюючись за межі авіакосмічної галузі у ширший технологічний ландшафт.
Партнерства в індустрії: людський фактор
Цейсотрудничество выделяется не только своиімі технологическими порывами, но и видением и людьми, которые его ппрслеживают. Опыт Axcelis в инжиниринге полупроводниковых процессов соединяется с инновационной командой GE Aerospace — под руководством специалистов, таких как доктор Стеванович — расширяет границы технологий, за счет вдохновения будущим созданием.
Обои богие компании уделяют большое внимание наставничеству, применению труда и владению глубокими знаниями в предметной области. От молодых инженеров-практиков, наблюдающих, какими становятся их проекты взлет на коммерческих самолетах до полевых техников, наблюдающих за “оживлением” военных прототипов на испытательных полигонах, эти партнерства содеяю не только продукты, но и общ общества инноваций.
Советы экспертов: значение для принятия решения в индустрии
- Примите SiC раннее: преимущества получают те, кто перейдет от силикона к SiC-модулям — они уже подтверждают свою пригодность как основа современных высоковольтных систем.
- Ищите партнеров с проверенными инструментами: устройства, такие как Purion XEmax от Axcelis, устанавливают стандарты для производительности и качества в массовых масштабах.
- Инвестируйте в команды с глубокой экспертизой в ИТ и опытом в приложении: обширные SiC-знания GE Aerospace делают их мощным партнером для коммерческих и защитительных инноваций.
Кейс-стадия: от лаборатории до полета
Перед тем, как SiC-модули от GE попадут в кабину коммерческих самолетов или на поле боя, их проверяют в суровых тестовых условиях, пройдя годы симуляций, прототипирования и стресс-тестирования. Например, на Next-Generation Combat Vehicle (NHCV), его платформы используют SiC MOSFET-контроллеры GE для надежного высокоплотного энергоснабжения в самых сложных регионах мира. Результат? Более безопасные, автономные и, в конечном итоге, более эффективные автомобили как на земле, так и в воздухе.
Впереди: почему это важно
Инициатива Axcelis и GE Aerospace обозначает решающий шаг к внедрению широкополосных полупроводников. Высоковольтные, высокочастотные и надежные энергетические устройства вскоре станут основой достижений в области дронов, самолетов с ИИ-контролем, автономных космических аппаратов и высокозащищенных энергосетей.
В ближайшем будущем ожидайте, что инновации на основе SiC станут главным событием с заголовками о рекордных гіперзвуковых полетах, полностью электрических авиалайнерах, пересекающих Атлантику, и даже лазерных пушках, наподобие тех, что в научной фантастике, на морских флотах. Для лидеров технологий, политиков и инженеров отслеживание таких партнерств, как Axcelis + GE Aerospace, является ключом к пониманию будущего энергетического ландшафта уже сегодня.
Хотите формировать будущее авиации, обороны или космоса? Следите за успехами в SiC — поскольку “программы совместной разработки” сегодня устанавливают стандарты отрасли завтрашнего дня.
