Wolfspeed lança carbeto de silício transparente e mira a computação quântica

A Wolfspeed, fabricante de carbeto de silício (SiC) listada na NYSE e mais conhecida por semicondutores de potência e wafers de SiC, anunciou em 29 de outubro a introdução comercial do que chama de carbeto de silício transparente, ou TSiC. A empresa posiciona os substratos de grau óptico primeiro para óculos de realidade aumentada (RA), mas seu comunicado à imprensa cita a computação quântica como um segundo grande mercado, sinal de que grandes fornecedores de materiais enxergam o hardware quântico como uma base de clientes que vale a pena conquistar.

O que foi anunciado

Segundo a Wolfspeed, os substratos TSiC são projetados para ter absorção óptica muito baixa e alta planicidade de wafer. A empresa associa o lançamento à sua longa trajetória com o material, incluindo os primeiros trabalhos com LEDs e a produção de wafers semi-isolantes de alta pureza (HPSI). A Wolfspeed afirma que continua avançando nos substratos de grau óptico de 200 mm enquanto desenvolve a tecnologia TSiC de 300 mm para a demanda futura, e que está recebendo pedidos de amostras.

Katrin Feurle, vice-presidente de Beyond Power da Wolfspeed, apresentou o produto como parte de um esforço para levar a propriedade intelectual da empresa em carbeto de silício além do negócio tradicional de semicondutores de potência, rumo à RA, à computação quântica e a outros mercados emergentes.

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Os detalhes técnicos

A página de produto do TSiC informa que os substratos estão disponíveis comercialmente nos diâmetros de 150 mm e 200 mm, com o de 300 mm em fase de amostragem ou sob encomenda. Os wafers usam a estrutura cristalina 4H, são on-axis, polidos nas duas faces e têm 500 µm de espessura (±20 µm). As especificações-alvo incluem coeficiente de absorção de no máximo 0,05 cm⁻¹ entre 450 e 650 nm, variação total de espessura de no máximo 1,5 µm e rugosidade óptica de 1 nm ou menos nas duas faces. A página também informa que a técnica de absorção reduzida recebeu uma patente nos EUA em julho de 2024.

Para aplicações quânticas, a empresa descreve três papéis para o 4H-SiC: substrato de encapsulamento criogênico, plataforma fotônica de baixas perdas e hospedeiro de qubits baseados em defeitos de spin projetados. O comunicado vai além e afirma que um único cristal de carbeto de silício pode hospedar qubits, preservar seus estados quânticos e transmitir informação quântica por meio da luz, alegando que muitos materiais alternativos não conseguem reunir todas essas funções.

Por que isso importa

Defeitos de spin em cristais de estado sólido são uma das várias abordagens para qubits e sensores quânticos, e atraem atenção porque, em princípio, o mesmo chip pode abrigar o qubit e a interface óptica usada para conectá-lo em rede. A pureza do material e as perdas ópticas são centrais nessa ideia, por isso a entrada de um fornecedor com produção de wafers consolidada merece registro. Por enquanto, a Wolfspeed trata a computação quântica como um uso potencial, de modo que resultados independentes de dispositivos em wafers TSiC vão pesar mais do que o lançamento em si.

O argumento da RA é mais desenvolvido no comunicado. A Wolfspeed aponta o alto índice de refração, a baixa birrefringência, a dureza e a condutividade térmica do carbeto de silício como motivos para seu uso em guias de onda de RA, e cita Barry Silverstein, da Universidade de Rochester e ex-executivo de óptica da Meta Reality Labs, sobre como um material de alto índice permitiria que uma única camada de guia de onda substituísse ópticas empilhadas.

O que acompanhar

As questões centrais são se grupos de hardware quântico vão adotar os substratos em circuitos fotônicos, encapsulamento ou trabalhos com qubits de spin, e com que rapidez a versão de 300 mm passará da amostragem à produção em volume. Qualquer resultado publicado sobre qubits ou perdas fotônicas em wafers TSiC seria o sinal mais claro de tração na área quântica.