No hay publicidad aquí: Los MOSFET de SiC son muy reales

Vivimos en un mundo donde estamos rodeados por publicidad. Todo tipo de productos y servicios, entre ellos, películas, programas de televisión y aplicaciones prácticas, se promueven de forma abierta y constante; a menudo, incluso antes de que estén disponibles. La principal máquina de relaciones públicas de hace algunos años se extendió hasta incluir las redes sociales, las publicaciones virales pagadas, la colocación de productos... Y, bueno, ya tiene una idea.

Incluso la industria de la electrónica, que tradicionalmente tiene poca publicidad, se ha unido a esta moda. Si tiene dudas sobre esto, piense en el CES (anteriormente, “Consumer Electronics Show”) donde más de 100,000 personas y cientos de compañías vienen a mirar y ser vistas, intentando generar un poco de ese alboroto difícil de lograr.

De hecho, el negocio de la publicidad se ha vuelto tan rutinario que Gartner, una firma de consultoría de mercado, publica un gráfico de publicidad anual para las tecnologías emergentes basado en una plantilla estándar (Figura 1). Agregan y cambian temas mientras lo actualizan cada año (Figura 2). Por supuesto, todos pueden tener una diferente opinión sobre lo que debería estar en la curva y dónde debería estar.

Figura 1: La plantilla genérica del ciclo de publicidad puede utilizarse para posicionar visualmente donde los desarrollos tecnológicos aparentemente se encuentran en su ciclo de vida, desde el concepto inicial hasta la aceptación y el uso extenso. (Fuente de la imagen: Wikipedia)

Figura 2: El Ciclo de publicidad para tecnologías emergentes1 Gartner 2018 ofrece una visión, pero debe darnos una razón para detenernos y volver a ajustar las promesas y expectativas frente a la realidad. (Fuente de la imagen: Gartner)

A pesar de la publicidad asociada actualmente a la electrónica de consumo, algunos segmentos de apoyo críticos la han evitado ampliamente. Por ejemplo, la Conferencia de Electrónica de Energía Aplicada (APEC) es muy concurrida y comentada, pero su nivel de publicidad es la antítesis del CES. Así es, los proveedores muestran lo que han lanzado y lo que lanzarán pronto, pero las declaraciones en estas presentaciones son pedidos de magnitud inferior a los del CES. Irónicamente, a menudo son los avances vistos en APEC los que permiten posteriormente los del CES.

Tal vez la naturaleza sencilla de los avances relacionados con la energía se debe a que las personas que hacen componentes eléctricos y diseños no son llamativas. En general, la comunidad relacionada con la energía es precavida, conservadora (en el sentido del diseño) y no está dispuesta a apostar todo por una tecnología nueva y radical hasta que haya sido probada en muchas unidades y durante muchas horas de funcionamiento. Ellos también saben que una buena fuente de energía, sin importar cuán poco glamurosa, es la base de un producto sólido, y que los defectos de la fuente de energía normalmente no pueden arreglarse “después del hecho” al descargar una actualización.

Considere la tecnología MOSFET basada en carburo de silicona (SiC), que ha sido un tema de investigación durante décadas. Este esfuerzo no vino con predicciones cargadas de publicidad de que revolucionaría el rendimiento de los dispositivos eléctricos frente a los MOSFET solo de silicona. En lugar de ello, existía un optimismo precavido moderado por la idea “pero aún hay más trabajo por hacer”. Ahora, la realidad es que hay muy buenas noticias sobre los MOSFET de SiC. Los proveedores hicieron mejoras técnicas estables y, como resultado, esta tecnología ha recurrido enormemente a los diseños de conversión eléctrica.

¿Cuán grande es el mercado para estos dispositivos y cuán rápido está creciendo? La respuesta depende de a quién le pregunte, por supuesto. Una predicción de MarketWatch² indica que el mercado global de dispositivos eléctricos de SiC crecerá a un ritmo de crecimiento anual compuesto (CAGR) de 35.73 % de 2018 a 2023. (¡Guau! Una predicción de cinco años que arroja cuatro dígitos importantes, eso es ridículo y reduce la credibilidad de la extrapolación, en mi opinión). Otra, de Yole Developpement^3, muestra un mercado de $461 millones en 2019 y un CAGR de “tan solo” 31 %. Una tercera declara que el mercado alcanzará $6.04 mil millones para el año 2025 con un CAGR de 15.7 %.

Sin importar los números que elija (y hay muchos otros disponibles), hay algo evidente: los dispositivos basados en SiC ahora son muy reales, tienen diseños extendidos, y se utilizan ampliamente en aplicaciones que varían de vehículos eléctricos a impulsores de motor y subsistemas de energía alternativa. Gran parte de ello de se debe al hecho de que los MOSFET de SiC son componentes maduros de segunda e incluso tercera generación.

Por ejemplo, desde que Cree presentó los primeros MOSFET basados en Si comerciales empaquetados en 2011, se han desarrollado dos generaciones más. Para sus dispositivos de tercera generación, tales como el Cree C3M0075120K (Tabla 1), las especificaciones de nivel superior han mejorado en 20 % a 100 %, según el parámetro particular, lo cual representa una ganancia importante.

Tabla 1: Las especificaciones de nivel superior del Cree C3M0075120K, un dispositivo de tercera generación, solo cuentan parte de la historia del progreso técnico para este MOSFET basado en SiC. (Fuente de la imagen: Cree)

Igualmente importante, los proveedores, los ingenieros de aplicaciones y los diseñadores han aprendido más acerca de las idiosincrasias de estos dispositivos eléctricos. Seamos honestos: los MOSFET de todos los tipos tienen más que su grado justo de sutilezas con respecto a los requisitos de controlador, sus características de encendido y apagado, los problemas térmicos y las topologías de carga. Tal vez vaya en contra de lo intuitivo, pero estos dispositivos de tres terminales tienen un número extraordinario de gráficos de hojas de datos que caracterizan su rendimiento estático y dinámico variado a temperaturas extremas y nominales; el tan conocido cuadro del área de operación segura (SOA) es solo uno de muchos.

Afortunadamente, los FET de SiC nunca fueron promocionados como muchas otras tecnologías; eso habría sido “raro” en ellos. En contraste, ¿recuerda cuando, hace unos pocos años, la televisión en 3D fue promocionada como el siguiente boom? ¿Eso fue impulsado por necesidades genuinas del usuario o por los deseos de los proveedores de anular los televisores instalados e introducir nuevos? (¡Usted sabe la respuesta!)

¿Qué hay de la inteligencia artificial, el 5G, los vehículos autónomos y la informática cuántica? Sin duda están en la curva de la publicidad, pero aun ahora han perdido parte del brillo (al parecer, los autos de conducción automática están más lejos que la publicidad indicada, no es ninguna sorpresa). En cuanto a los reporteros que escribieron con confianza que estos autos reducirían accidentes y muertes en un porcentaje específico citado, um... ¿en qué pruebas se basan, si no les molesta la pregunta?

Es bueno que el segmento de nuestra industria relacionado con la energía haya evitado, hasta ahora, seguir ese camino y se haya enfocado en la sustancia y en los anuncios paso a paso. Sin duda, ese es un pensamiento tranquilizante: quiero que mis suministros de energía creen “aire caliente” (ciertamente, lo menos posible) en lugar de funcionar con él. Incluso mejor: revisé los últimos diez años de los cuadros de publicidad Garner, y SiC no aparecía en ninguno de ellos. Al parecer, ha sido una revolución sigilosa de los componentes eléctricos de conmutación.

Referencias:

1 – 5 Trends Emerge in the Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies (Tendencias emergen en el ciclo de publicidad Gartner para las tecnologías emergentes)

(https://www.gartner.com/smarterwithgartner/5-trends-emerge-in-gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2018/)

2 –Mercado global de dispositivos eléctricos basados en carburo de silicona (SiC) 2019-2023 | Industry Analysis of Semiconductor & Electronics sector by Region, Growth expected to reach at CAGR of 35.73% (Análisis de la industria del sector de semiconductores y electrónica por región, crecimiento esperado al CAGR de 35.73 %)

(https://www.marketwatch.com/press-release/global-silicon-carbide-sic-power-devices-market-2019-2023industry-analysis-of-semiconductor-electronics-sector-by-region-growth-expected-to-reach-at-cagr-of-3573-2019-08-30)

3 –Dispositivo eléctrico GaN y SiC: descripción general del mercado (Dr. Milan Rosina)

(http://www1.semi.org/eu/sites/semi.org/files/events/presentations/02_Milan%20Rosina_Yole.pdf)