Instituto de Pesquisas Eldorado desenvolve transistor de potência MOSFET em carbeto de silício

O Eldorado, um dos principais institutos de pesquisa e desenvolvimento do país, acaba de alcançar um marco para a microeletrônica no Brasil: o desenvolvimento do primeiro transistor MOSFET planar de potência realizado em carbeto de silício (SiC).

O dispositivo desenvolvido possui características industriais e é adequado para uso em sistemas de geração de energia tais como fotovoltaicos e eólicos, e na indústria automotiva.

Esse projeto acontece devido ao apoio financeiro da Foxconn, maior empresa de serviços de manufatura de produtos eletrônicos do mundo, – e ao trabalho conjunto dos engenheiros do Instituto de Pesquisas Eldorado Manaus e da equipe de Design do Departamento de Hardware e Microeletrônica do Instituto Eldorado em Campinas.

VANTAGENS – O semicondutor de carbeto de silício apresenta várias vantagens em relação àqueles de SILÍCIO. Ele suporta temperaturas mais altas, dissipa melhor o calor, tem uma maior capacidade para operar com tensões elétricas mais elevadas e altas velocidades de chaveamento. Essas características elétricas tornam os dispositivos fabricados com esse semicondutor ideais para aplicações extremas, que precisam de alta performance, maior confiabilidade e alta eficiência.

Um detalhe interessante do projeto foi a área ativa formada por células em formato hexagonal, que foi inspirada nas colmeias das abelhas. Essa forma geométrica permite um encaixe melhor entre as células, aproveitando ao máximo a área disponível e garantindo maior capacidade de condução de corrente.

O projeto do dispositivo MOSFET SiC foi enviado para fabricação em uma foundry internacional europeia (empresas que produzem chips sob encomenda para companhias que apenas fazem o projeto dos circuitos e não têm fábricas próprias), da qual foram recebidas seis lâminas (wafers) SiC, contendo as diferentes variantes propostas neste trabalho.

Esses wafers passaram por etapas de pós-processamento, como afinamento, corte e encapsulamento para serem caracterizadas em ambientes controlados no Instituto Eldorado.

De acordo com o diretor executivo do Eldorado, José Eduardo Bertuzzo, esse avanço representa um passo importante para aumentar a autonomia do Brasil na área de eletrônica de potência. “Ele traz benefícios para o desenvolvimento local e abre caminho para soluções mais eficientes e sustentáveis em diferentes setores”, explica.

Até agora, o projeto já resultou no registro de topografia no Inpi (layout do gate driver), na aceitação de dois artigos técnicos – um no congresso SBMicro2025 (Sociedade Brasileira de Microeletrônica) e outro no SBCCI2025 (Simpósio Brasileiro de Conceição de Circuitos e Sistemas Integrados) – e de um pedido de patente em andamento.

“Além disso, o fato de um projeto tão relevante ter sido desenvolvido em Manaus ajudou no fortalecimento técnico da equipe local, promovendo aprendizado teórico e prático, no domínio de ferramentas TCAD, de simulação, de layout, de modelagem e na construção de conhecimento em tecnologias de semicondutores”, afirma o diretor de Operações de P&D do Eldorado, Álvaro Gonçalves.