Bước sang giai đoạn 2026–2030, vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng như Silicon Carbide (SiC) và Gallium Nitride (GaN) đang thay đổi cấu trúc ngành điện tử công suất, ô tô điện (EV/HEV), năng lượng tái tạo và trung tâm dữ liệu AI. Sự dịch chuyển từ Silicon truyền thống sang SiC và GaN giúp tối ưu hóa mật độ công suất, thu nhỏ kích thước linh kiện phụ trợ và nâng cao hiệu suất năng lượng toàn hệ thống.
Silicon Carbide là gì
SiC (Silicon Carbide — Carbua Silic) là vật liệu bán dẫn thế hệ thứ ba thuộc nhóm dải cấm rộng. Dải cấm là mức năng lượng tối thiểu cần thiết để electron trong vật liệu nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn, tạo ra dòng điện. Chính đặc tính cần nhiều năng lượng hơn để dẫn điện này lại là lợi thế trong điện tử công suất: linh kiện làm từ SiC chịu được điện áp cao hơn, nhiệt độ hoạt động cao hơn và tần số chuyển mạch cao hơn nhiều so với linh kiện Silicon cùng kích thước, mà không bị đánh thủng hay suy giảm hiệu suất.
Các đặc tính vật lý vượt trội của nó bao gồm độ cứng Mohs từ 9-9,5, khiến nó trở thành một trong những vật liệu cứng nhất được biết đến, chỉ đứng sau kim cương và boron nitride. Nó có khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, vượt trội hơn cả đồng, và duy trì được độ bền ở nhiệt độ rất cao.
Những đặc tính này thúc đẩy sự đa dạng trong các ứng dụng của Silicon Carbide . Trong công nghiệp, nó được sử dụng trong chất mài mòn, vật liệu chịu nhiệt cho lò nung và là một thành phần trong áo giáp gốm.
Silicon Carbide trong chất bán dẫn cho phép tạo ra các thiết bị nhỏ hơn, nhanh hơn và hiệu quả như biến tần truyền động xe điện và trạm sạc nhanh DC công suất lớn.
So sánh Si, SiC và GaN
Mặc dù SiC là một vật liệu có dải năng lượng rộng nổi bật. Nhưng tùy vào ứng dụng cụ thể, mỗi loại vật liệu bán dẫn có ưu điểm riêng và không thể dùng thay thế cho nhau.
Quy trình Phân tích lỗi linh kiện WBG
Việc xác định cơ chế lỗi trên SiC và GaN đòi hỏi hệ thống thiết bị đo kiểm có băng thông cao, độ méo thấp và khả năng cách ly điện áp vượt trội. Các dạng hư hỏng thường gặp bao gồm hiện tượng quá nhiệt cục bộ dẫn đến đánh thủng lớp die, suy hao lớp oxit cổng trên SiC MOSFET do điện trường lớn, và hiện tượng bẫy điện tích làm tăng điện trở dẫn động theo thời gian trên GaN HEMT.
Để giải quyết bài toán này, kỹ sư R&D và FA áp dụng quy trình tiêu chuẩn gồm ba bước.
Tiến hành định vị điểm phát nhiệt hoặc rò điện bằng phương pháp hồng ngoại không phá hủy.
Phân tích đặc tính chuyển mạch động bằng cách kết hợp Oscilloscope Tektronix MSO Series với đầu đo quang học Tektronix IsoVu™ (TIVP Series) nhằm triệt tiêu nhiễu Common Mode điện áp cao, đo chính xác dạng sóng VGS, VDS và tổn hao trực tiếp trên linh kiện. Đồng thời, các thông số dòng-áp I-V và C-V công suất cao được kiểm chứng qua hệ thống Keithley SourceMeter Series.
Mẫu vật được bóc tách bằng chùm ion tập trung (FIB) và quan sát vi cấu trúc qua kính hiển vi SEM/TEM để tìm nguyên nhân gốc rễ.
Quá trình nghiên cứu, kiểm thử và phân tích lỗi SiC/GaN được hỗ trợ bởi các dòng thiết bị đo lường công nghệ cao từ Tektronix và Keithley, bao gồm dòng Oscilloscope băng thông cao Tektronix MSO4B, MSO5B, MSO6B, đầu đo cách ly điện áp cao IsoVu™ TIVP, phần mềm phân tích công suất tự động, cùng các hệ thống đo thông số bán dẫn Keithley 2450, Keithley 2470 và 2600B Series.
Thông tin sự kiện Tektronix Semiconductor 2026
Nhằm cập nhật xu hướng đo kiểm vật liệu bán dẫn mới và trình diễn giải pháp kiểm thử toàn diện từ R&D đến Failure Analysis, EMIN Việt Nam phối hợp cùng Tektronix tổ chức hội thảo chuyên sâu:
Tên sự kiện: Hội thảo "Tektronix Semiconductor 2026"
Thời gian: 09:00 – 14:00 (Thứ tư, Ngày 11/11/2026)
Địa điểm: Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) – Ngõ 7, Tôn Thất Thuyết, Cầu Giấy, Hà Nội
Chủ đề trọng tâm: Công nghệ Bán dẫn (SiC/GaN), Giải pháp thử nghiệm đánh giá độ tin cậy và Phân tích lỗi chuyên sâu.
Chi tiết sự kiện & Đăng ký tham dự hội thảo tại đây
