Wolfspeed bringt transparentes Siliziumkarbid auf den Markt – auch für Quantencomputer
Wolfspeed führt optische TSiC-Siliziumkarbid-Substrate kommerziell ein und zielt damit auf AR-Wellenleiter sowie auf Qubit-Wirte und Photonik im Quantenbereich.
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Wolfspeed, der an der NYSE notierte Hersteller von Siliziumkarbid (SiC), bekannt vor allem für Leistungshalbleiter und SiC-Wafer, hat am 29. Oktober die kommerzielle Einführung von transparentem Siliziumkarbid, kurz TSiC, angekündigt. Das Unternehmen positioniert die Substrate in optischer Qualität zunächst für Augmented-Reality-Brillen (AR), nennt in seiner Pressemitteilung aber das Quantencomputing als zweiten wichtigen Markt – ein Zeichen dafür, dass große Materiallieferanten die Quantenhardware als lohnende Kundenbasis sehen.
Was angekündigt wurde
Laut Wolfspeed sind TSiC-Substrate auf sehr geringe optische Absorption und hohe Waferebenheit ausgelegt. Das Unternehmen verweist auf seine lange Erfahrung mit dem Material, darunter frühe LED-Arbeiten und die Herstellung hochreiner, semi-isolierender (HPSI) Wafer. Wolfspeed treibt nach eigenen Angaben 200-mm-Substrate in optischer Qualität weiter voran, entwickelt TSiC-Technologie für 300 mm für künftigen Bedarf und nimmt Musteranfragen entgegen.
Katrin Feurle, Vice President, Beyond Power bei Wolfspeed, beschrieb das Produkt als Teil des Bestrebens, das geistige Eigentum des Unternehmens im Bereich Siliziumkarbid über das klassische Geschäft mit Leistungshalbleitern hinaus in AR, Quantencomputing und andere aufstrebende Märkte zu tragen.
Die technischen Details
Laut der TSiC-Produktseite sind die Substrate in den Durchmessern 150 mm und 200 mm kommerziell erhältlich, 300 mm gibt es als Muster bzw. auf Anfrage. Die Wafer haben die 4H-Kristallstruktur, sind on-axis, beidseitig poliert und 500 µm dick (±20 µm). Zu den Zielspezifikationen gehören ein Absorptionskoeffizient von höchstens 0,05 cm⁻¹ zwischen 450 und 650 nm, eine Gesamtdickenvariation von höchstens 1,5 µm und eine optische Rauheit von 1 nm oder weniger auf beiden Seiten. Zudem heißt es dort, das Verfahren zur verringerten Absorption habe im Juli 2024 ein US-Patent erhalten.
Für Quantenanwendungen nennt das Unternehmen drei Rollen für 4H-SiC: als Substrat für kryogenes Packaging, als verlustarme Photonikplattform und als Wirt für gezielt erzeugte Spin-Defekt-Qubits. Die Pressemitteilung geht weiter und erklärt, ein einziger Siliziumkarbid-Kristall könne Qubits beherbergen, ihre Quantenzustände erhalten und Quanteninformation über Licht übertragen; viele alternative Materialien könnten diese Funktionen nicht vereinen.
Warum das wichtig ist
Spin-Defekte in Festkörperkristallen sind einer von mehreren Ansätzen für Qubits und Quantensensoren. Sie sind attraktiv, weil derselbe Chip prinzipiell das Qubit und die optische Schnittstelle zu seiner Vernetzung enthalten kann. Materialreinheit und optische Verluste sind dafür zentral, weshalb der Einstieg eines Lieferanten mit etablierter Waferproduktion bemerkenswert ist. Vorerst stellt Wolfspeed das Quantencomputing als potenzielle Anwendung dar; unabhängige Bauelement-Ergebnisse auf TSiC-Wafern werden daher mehr zählen als die Markteinführung selbst.
Der AR-Teil ist in der Mitteilung ausführlicher. Wolfspeed führt den hohen Brechungsindex, die geringe Doppelbrechung, die Härte und die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumkarbid als Gründe für seine Eignung für AR-Wellenleiter an und zitiert Barry Silverstein von der University of Rochester, früher Optikmanager bei Meta Reality Labs: Ein hochbrechendes Material könne eine einzige Wellenleiterschicht gestapelte Optiken ersetzen lassen.
Worauf zu achten ist
Entscheidend ist, ob Quantenhardware-Teams die Substrate für photonische Schaltungen, Packaging oder Spin-Qubit-Arbeiten übernehmen und wie schnell die 300-mm-Version von der Bemusterung in die Serienfertigung kommt. Veröffentlichte Ergebnisse zu Qubits oder photonischen Verlusten auf TSiC-Wafern wären das deutlichste Signal für Zugkraft im Quantenbereich.
Quellen
Die Informationen auf dieser Seite stammen aus den unten aufgeführten Quellen und wurden von DesignQuantum abgerufen.
- Wolfspeed Commercially Introduces Transparent Silicon Carbide Technology for Augmented Reality and Quantum Computing (Wolfspeed press release) wolfspeed.com
- TSiC Optical-Grade Silicon Carbide (SiC) Materials (Wolfspeed product page) wolfspeed.com
- Wolfspeed Introduces Optical-Grade Silicon Carbide for Augmented Reality and Quantum Computing (The Quantum Insider) thequantuminsider.com