Le carbure de silicium (SiC), un matériau semi-conducteur composé d’atomes de silicium et de carbone arrangés en cristaux, est de plus en plus essentiel aux technologies modernes telles que les véhicules électriques, les systèmes d’énergie renouvelable, les infrastructures de télécommunications et la microélectronique.
Connu pour sa capacité à résister à des environnements extrêmes et à des tensions élevées, le SiC est au cœur des efforts de recherche et de développement visant à faire progresser son potentiel.
Penn State lance la Silicon Carbide Innovation Alliance (SCIA)
Pour faire progresser le potentiel de ce semi-conducteur, l’université Penn State a récemment lancé l’Alliance pour l’innovation dans le domaine du carbure de silicium (SCIA), une coalition de leaders de l’industrie, d’institutions académiques et de soutiens gouvernementaux avec pour objectif de devenir le centre névralgique national pour la recherche, le développement et la formation de la main-d’œuvre dans la technologie des cristaux de SiC.
Le SiC présente une efficacité et des performances supérieures au silicium et est déjà un composant clé dans les véhicules électriques et pour le développement d’une infrastructure énergétique plus respectueuse du carbone. Selon Joshua Robinson, professeur de science et d’ingénierie des matériaux et directeur de la SCIA, « le SiC est le semi-conducteur essentiel pour la transition énergétique car il est au centre de plusieurs “technologies vertes” de nouvelle génération ».
Le SiC3 au cœur de l’alliance
Le fleuron de l’alliance sera le onsemi Silicon Carbide Crystal Center (SiC3) récemment établi au Material Research Institute de Penn State. Le SiC3 est financé via un partenariat de 8 millions de dollars avec onsemi, un leader industriel dans les technologies de puissance et de détection intelligentes.
Selon Joshua Robinson, la recherche académique sur la croissance des cristaux de SiC avait fait des progrès significatifs il y a 20 ans, produisant des matériaux principalement pour le Département de la Défense, mais bien que l’espace d’application se soit considérablement élargi, l’éducation et la recherche universitaires dans ce domaine ont depuis diminué aux États-Unis.
Le soutien crucial de l’US Air Force
Robinson a souligné que l’US Air Force a également apporté un soutien essentiel pour rendre la SCIA possible grâce à une subvention du Programme d’instrumentation de recherche de l’université de défense (DURIP). « Le rôle de l’US Air Force dans la création de la SCIA ne peut être surestimé », a indiqué Joshua Robinson. « L’Air Force a fourni un financement crucial pour l’achat d’instruments essentiels qui ont été la clé pour sécuriser notre partenariat avec onsemi et jeter les bases de la SCIA. Ce soutien souligne également l’importance stratégique du SiC dans les applications de sécurité nationale et de défense. »
Alignement avec les objectifs du CHIPS and Science Act
La vision de la SCIA s’aligne étroitement avec les objectifs du CHIPS and Science Act, qui vise à revitaliser l’industrie des semi-conducteurs en Amérique et à renforcer les capacités de fabrication nationales. L’alliance sera également essentielle dans les efforts autour du Hub des semi-conducteurs de la région Mid-Atlantic (MASH), une coalition interdépendante des meilleures universités et industries fondée par Penn State pour combiner les ressources et l’expertise afin de répondre aux besoins de l’industrie des semi-conducteurs aux États-Unis en renforçant et en alignant la recherche, la fabrication et le développement de la main-d’œuvre.
Clive Randall, professeur distingué de science et d’ingénierie des matériaux et directeur de l’Institut de recherche sur les matériaux (MRI) à Penn State, a déclaré : « L’accent mis par la SCIA sur le développement de la main-d’œuvre et la promotion de la collaboration entre l’industrie et le monde universitaire en Pennsylvanie et au-delà contribue à la réalisation des objectifs du CHIPS Act. Cela sera fondamental pour le leadership de Penn State dans le MASH, qui vise à accélérer l’innovation dans les semi-conducteurs. »
Prochaines étapes : développer les partenariats
La prochaine étape pour l’alliance est de développer son membership. David Fecko, agent de liaison industrielle pour le MRI, a ajouté : « Nous voyons d’abondantes opportunités de collaboration tout au long de la chaîne d’approvisionnement des substrats de SiC, et nous sommes impatients de nous connecter avec les parties prenantes de l’industrie pour explorer les partenariats potentiels dans ce domaine passionnant. »
« Notre objectif sera de relever les défis pertinents pour l’industrie aux côtés des membres de la SCIA et de cultiver une main-d’œuvre qualifiée grâce à une formation pratique dans une installation pilote. Dans cette optique, nous recherchons activement de nouvelles entreprises pour se joindre à nous dans nos efforts », a conclu David Fecko.
Légende illustration : Le carbure de silicium, un matériau semi-conducteur cristallin essentiel pour l’électronique de pointe et l’énergie propre, cultivé dans des fours à haute température comme celui de gauche, est au cœur de l’Alliance pour l’innovation du carbure de silicium (Silicon Carbide Innovation Alliance). L’alliance s’efforcera de faire progresser la technologie du carbure de silicium et le développement de la main-d’œuvre aux États-Unis. Crédit : Institut de recherche sur les matériaux de l’État de Pennsylvanie. Tous droits réservés.
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