أخبار التكنولوجيا

تعلن Silvaco عن شراكة مع GaN Valley لتحفيز أبحاث أشباه الموصلات



عقدت Silvaco وGaN Valley شراكة في أبحاث أشباه الموصلات، وذلك باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (TCAD) وبرنامج EDA الخاص بشركة Silvaco وتصميم حلول IP جنبًا إلى جنب مع خبرة إنتاج نيتريد الغاليوم في GaN Valley. يعد هذا التعاون بالتوافق والتقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات.

قال مارنيكس تاك، المؤسس المشارك لشركة GaN Valley والرئيس التنفيذي للتكنولوجيا في BelGaN Foundry: “مع تطور تكنولوجيا GaN والسوق المتوقع بقيمة 2 مليار دولار بحلول عام 2027، تأخذ GaN مكانها في سوق أشباه موصلات الطاقة”. “يعد GaN Valley نظامًا بيئيًا جديدًا يتطور في أوروبا، ويضم حاليًا ما يقرب من 60 عضوًا على طول سلسلة قيمة GaN في أوروبا. من خلال الاتصالات والتعاون، سيعمل GaN Valley على زيادة الابتكار وتطوير الأعمال في الصناعة القائمة على GaN في أوروبا وخارجها. وإدراكًا لأهمية تقنية GaN للانتقال إلى مجتمع منخفض استهلاك الطاقة ومستقبل محايد للكربون، يسر GaN Valley أن يرحب بسيلفاكو كعضو لتمكين تطوير الأدوات والمنهجيات للابتكار وتصميم أشباه موصلات GaN.

تظهر المواد ذات فجوة النطاق الواسعة مثل GaN كبدائل متفوقة لعدة أسباب. يوفر GaN مزايا فريدة، لا سيما قدرته على التعامل مع مستويات طاقة أعلى مع فرص منخفضة للغاية لارتفاع درجة الحرارة، مما يتيح إنشاء أجهزة طاقة إلكترونية أصغر حجمًا وأكثر متانة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الميزات الكهربائية المحسنة لـ GaN تجعلها مناسبة بشكل خاص للبيئات الصعبة التي تواجهها في تطبيقات مختلفة.

منصة Silvaco’s Victory TCAD

تعمل حلول نمذجة الأجهزة والعمليات TCAD على تمكين النماذج الأولية الافتراضية وتحليل الأجهزة الواقعية ثنائية أو ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك عمليات محاكاة التيار المستمر والتيار المتردد والمحاكاة العابرة، لاستكشاف الأداء. توفر منصة Victory TCAD من Silvaco بيئة محاكاة مصممة خصيصًا لأجهزة طاقة أشباه الموصلات القائمة على GaN، حيث تدمج الأساليب الرقمية والنماذج الفيزيائية وتوليد نماذج SPICE وواجهة مستخدم رسومية حديثة. يجري جهاز Victory عمليات محاكاة علمية مهمة لأجهزة أشباه الموصلات الجديدة من خلال التنبؤ بأداء الجهاز وفهمه. يمكن للمهندسين والباحثين الاستفادة من عمليات التصميم السلسة وتحسين الأداء الذي يسهله تكامل الذكاء الاصطناعي. يتيح جهاز Victory Device عمليات محاكاة قائمة على الفيزياء بالغة الأهمية لحساب سلوكيات الأجهزة المعقدة.

تتمتع منصة Victory TCAD بالعديد من المزايا في عرض الخصائص الكهربائية والكيميائية والحرارية والبصرية، مما يؤدي إلى تقصير دورات تطوير المنتج وتسهيل استكشاف تقنيات الأجهزة المتقدمة. وتمتد هذه الفوائد لتشمل العديد من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة CMOS المتقدمة وأجهزة الطاقة والترددات اللاسلكية وتقنيات العرض والمكونات الإلكترونية البصرية مثل أجهزة CCD والخلايا الشمسية. يمكن أن تساعد هذه التطورات في سرعات معالجة أعلى، وعمر بطارية أطول، وشاشات عالية الدقة، مما يجعلها مفيدة عبر الصناعات والتطبيقات المتنوعة. كما يمكن استخدامه في توسيع نطاق تكنولوجيا الجيل التالي بحلول أكثر فعالية من حيث التكلفة، ودفع الابتكار ونمو السوق عبر مختلف القطاعات.

عملية نمذجة محاكاة الجهاز

يمكن للمستخدمين استكشاف أداء الجهاز بمزيد من الدقة، والنظر في تأثيرات درجة الحرارة وإجراء عمليات محاكاة مختلطة بين الجهاز وSPICE. تحاكي وحدة جيجا التسخين الذاتي للجهاز، وتحل درجة الحرارة محليًا وتأخذ في الاعتبار قيم التيار المرتفعة مع الجهاز نفسه.

تعمل وحدة MixedMode على دمج أجهزة TCAD ذات الدقة الفيزيائية في عمليات محاكاة SPICE، مما يتيح التحليل داخل دوائر أكبر تحتوي على عناصر طفيلية وسلبية ونشطة. تتم محاكاة أداء جهاز الطاقة بشكل حاسم، خاصة عند الحواف والزوايا. يوفر التبديل بين عمليات المحاكاة ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد المرونة، مما يساعد في معالجة مشكلات TCAD المعقدة عمليًا.

محاكاة جهاز GaN تصور كيفية تأثير درجة الحرارة على كثافة التيار الأمامي والمقاومة.
محاكاة جهاز GaN تصور كيفية تأثير درجة الحرارة على كثافة التيار الأمامي ومقاومته (المصدر: Tao et al., 2020)

من ناحية أخرى، فإن محاكاة العملية، المستخدمة عادة في بناء هياكل TCAD ثنائية وثلاثية الأبعاد من تخطيطات GDSII، تسمح بمواصفات محددة من قبل المستخدم مثل سمك الطبقة، وكسور التركيب والمنشطات. النماذج الواقعية، خاصة فيما يتعلق بالتمثيل الدقيق للمنشطات، تعتمد على الفيزياء. يختلف نضج نماذج العملية باختلاف المواد. بالنسبة للسيليكون، أسفرت عقود من جهود البحث والتطوير في CMOS عن عمليات محاكاة ناضجة للغاية تغطي عمليات الزرع والانتشار والأكسدة. بالنسبة إلى SiC، يدعم حل Silvaco، المدعوم بالاستثمارات والتعاون، عملية زرع مونت كارلو، ونشر المنشطات، والأكسدة المعتمدة على التوجه، والتنقيح، والتقدم باستمرار من خلال التعاون مع العملاء والشراكات البحثية. محاكاة GaN، والتي تتطور بسرعة، لا تتطلب الأكسدة ولكنها تواجه تحديات في النمذجة النفوقية. من الممكن إجراء عملية زرع وتنشيط Dopant، في حين أن خطوات العملية الإضافية قيد الاستكشاف، مما يتطلب جهودًا كبيرة في مجال البحث والتطوير من أجل النضج.

قال إريك جويتشارد، نائب الرئيس الأول والمدير العام لوحدة أعمال TCAD في Silvaco: “تمتلك Silvaco تاريخًا في تطوير تقنيات TCAD التي تستهدف عمليات أشباه الموصلات GaN وابتكارات الأجهزة من خلال منصة Victory TCAD الخاصة بها”. “من خلال الانضمام إلى GaN Valley، سنشارك المعرفة ونتعاون مع فرق البحث داخل أعضاء GaN Valley لتقديم حلول جديدة لمجتمع التصميم والمساعدة في بناء نظام بيئي لتصميم أشباه الموصلات القائمة على GaN.”

من خلال التعاون مع GaN Valley، تساعد Silvaco على تحسين تصميم أجهزة طاقة GaN باستخدام منصة Victory TCAD الخاصة بها. ويعني هذا التعاون أن Silvaco ملتزمة بتسهيل الأمر على عملائها للابتكار في مجال تكنولوجيا GaN. باستخدام منصة Victory TCAD، يمكن للباحثين زيادة الكفاءة وتعظيمها عن طريق خفض التكاليف وتعزيز الموثوقية وتحسين أداء أجهزة GaN.

المنشور Silvaco تعلن عن شراكة مع GaN Valley لدفع أبحاث أشباه الموصلات ظهرت لأول مرة على Power Electronics News.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *