Česká pobočka amerického výrobce a návrháře čipů a elektroniky Onsemi získala od českého státu a Evropské unie financování na dva výzkumné projekty. Ty realizuje s několika partnery, a to díky dotačnímu Operačnímu programu Technologie a aplikace pro konkurenceschopnost (OP TAK) pro takzvaný deep tech.
Onsemi má v Česku silné zastoupení, v Rožnově pod Radhoštěm provozuje výrobu a vývoj pro návrh čipů (přes 150 vývojářů a více než 150 mezinárodních patentů na obvodová a technologická řešení) a v Brně rovněž designérské centrum. Firma chce v Rožnově investovat asi 44 miliard korun, ovšem stále se čeká na schválení pobídky přesahující 10 miliard korun ze strany vlády a Andreje Babiše. Centrum v Brně se zase posiluje odkupem části brněnské procesorové firmy Codasip.
Podobný výzkum je pro Onsemi důležitý, stejně jako jsou aktivity důležité pro českou vědu, vzdělávání a průmysl. Onsemi nyní čelí problémům, které musí vyřešit, a investice jdou důležitou součástí. Firma už například cenově nezvládá konkurovat Číně ve výrobě waferů (desky, z nichž se dělají čipy), což je i důvodem dalšího propouštění v Rožnově, takže se musí zaměřit na další fáze. Podnik nedávno prodal dvě továrny a koupil firmu Synaptics, jejíž technologie jako touchpady používá skoro každý.
Laserový proces výroby
První z dotačních projektů se zabývá pokročilými laserovými procesy výroby polovodičových desek (ALPSW). Konkrétně jde o zpracování waferů z polovodiče karbid křemíku (SiC), který je energeticky efektivnější než tradiční křemík a který se hodí například pro elektrovozy, nabíječky nebo pro výkonovou elektroniku sloužící k napájení energeticky náročných datových center pro umělou inteligenci. Tam Onsemi hodně cílí, dodává čipy třeba koncernu Volkswagen včetně Škody Auto nebo Nvidii.
“Hledáme cesty, jak část náročných mechanických procesů, například ztenčování nebo oddělování materiálu, nahradit přesnějšími a efektivnějšími laserovými metodami. Cílem je zvýšit efektivitu výroby, lépe využít drahý polovodičový materiál a podpořit další rozvoj technologií pro výkonovou elektroniku na bázi SiC. Součástí projektu je také vývoj a ověřování zařízení pro mapování optických vlastností SiC desek,” uvedla Onsemi.
Onsemi na projektu ALPSW spolupracuje s Fyzikálním ústavem Akademie věd ČR, laserovým centrem HiLASE, Masarykovou univerzitou, VUT v Brně a společností Activair.
“Projekt se zaměřuje na vývoj a ověření laserových technologií pro zpracování SiC desek, zejména na využití laserového oddělování zadní strany SiC substrátu jako alternativy nebo návazné inovace k mechanickému broušení. Projekt zahrnuje návrh a optimalizaci procesních parametrů laserového skenování, ověření oddělování SiC materiálu, charakterizaci povrchových a optických vlastností SiC desek a přípravu funkčních vzorků souvisejících s mapováním optických vlastností. Výstupy přispějí ke zvýšení efektivity, materiálové výtěžnosti a technologické konkurenceschopnosti výroby SiC polovodičových desek pro výkonovou elektroniku a další pokročilé polovodičové aplikace,” stojí ve shrnutí.
Výstupem by mělo být následující: výrobní postupy pro pokročilé laserové zpracování SiC polovodičových desek, ověření laserového oddělování zadní strany SiC substrátu jako alternativy k vybraným mechanickým procesům, optimalizace procesních parametrů laserového skenování pro SiC desky, charakterizace povrchových, defektních a optických vlastností SiC desek, funkční vzorek či zařízení pro mapování optických vlastností SiC desek.
“SiC má zásadní význam v polovodičových aplikacích pracujících s velmi vysokými výkony, včetně elektromobility, obnovitelné energie a AI. Vynikající elektrické a tepelné vlastnosti SiC společně s technologickou kompatibilitou s běžnou technologií na bázi křemíku byly hlavními hnacími silami nedávného rozmachu oblasti trhu SiC. Přes nedávný technologický pokrok jsou vysokoteplotní růst monokrystalického SiC (>2000 °C), výjimečně vysoká tvrdost a chemická stabilita SiC hlavními faktory odpovědnými za více než 50procentní podíl substrátu na konečné ceně hotové součástky. Procesy a technologie podporované laserem jsou slibnými alternativami k současným mechanickým, chemickým a tepelným metodám, a mohou tak poskytnout cestu k dlouhodobě udržitelnému snížení výrobních nákladů se zvýšenou účinnosti,” informovali dále partneři.
Citlivý senzor
Druhým dotačním projektem je výzkum a vývoj polovodičového fotonásobiče na bázi karbidu křemíku (SiC-PM). To je velmi citlivý senzor schopný zachytit i nejslabší světelné signály, zároveň obstojí v extrémních podmínkách včetně zvýšeného záření. Budoucí využití se nabízí třeba ve vesmíru, jaderném průmyslu, při detekci částic s vysokou energií nebo v pokročilé automatizaci.
Na SiC-PM se vedle Onsemi podílí společnost Argotech, Fyzikální ústav Akademie věd ČR a Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT.
V rámci projektu má vzniknout “polovodičový fotonásobič na bázi n-typu 4H-SiC s vysokou odolností vůči záření a s nízkým šumem. Projekt zahrnuje konstrukci, charakterizaci elektrických a optických vlastností a testování výkonu; dále výrobní proces na p-SiC substrátu, včetně realizace epitaxní vrstvy a návrhu diodové struktury.”
Cíle projektu jsou tyto: výrobní postup SiC fotonásobiče, fotonásobič na bázi SiC, klasifikace epitaxních defektů, charakterizace p-typu SiC substrátu a návrh výrobního postupu na p-substrátu SiC.
