Trong ngành hàng không vũ trụ và thiết bị ô tô, các thiết bị điện tử thường hoạt động ở nhiệt độ cao, ví dụ như động cơ máy bay, động cơ ô tô, tàu vũ trụ trong các nhiệm vụ gần mặt trời và các thiết bị chịu nhiệt độ cao trong vệ tinh. Các thiết bị Si hoặc GaAs thông thường không hoạt động được ở nhiệt độ rất cao, vì vậy chúng phải được đặt trong môi trường nhiệt độ thấp. Có hai phương pháp: một là đặt các thiết bị này tránh xa nguồn nhiệt độ cao, sau đó kết nối chúng với thiết bị cần điều khiển thông qua dây dẫn và đầu nối; phương pháp khác là đặt các thiết bị này trong hộp làm mát rồi đặt chúng trong môi trường nhiệt độ cao. Rõ ràng, cả hai phương pháp này đều làm tăng thêm thiết bị, tăng chất lượng hệ thống, giảm không gian dành cho hệ thống và làm giảm độ tin cậy của hệ thống. Những vấn đề này có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng trực tiếp các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao. Các thiết bị SIC có thể hoạt động trực tiếp ở nhiệt độ 3M mà không cần làm mát ở nhiệt độ cao.
Các linh kiện điện tử và cảm biến SiC có thể được lắp đặt bên trong và trên bề mặt động cơ máy bay đang hoạt động ở nhiệt độ cao và vẫn vận hành được trong điều kiện khắc nghiệt này, giúp giảm đáng kể tổng khối lượng hệ thống và cải thiện độ tin cậy. Hệ thống điều khiển phân tán dựa trên SiC có thể loại bỏ 90% dây dẫn và đầu nối được sử dụng trong các hệ thống điều khiển che chắn điện tử truyền thống. Điều này rất quan trọng vì các sự cố về dây dẫn và đầu nối là một trong những sự cố phổ biến nhất gặp phải trong thời gian ngừng hoạt động của máy bay thương mại hiện nay.
Theo đánh giá của Không quân Hoa Kỳ (USAF), việc sử dụng các linh kiện điện tử SiC tiên tiến trong máy bay F-16 sẽ giảm khối lượng máy bay hàng trăm kg, cải thiện hiệu suất và hiệu quả nhiên liệu, tăng độ tin cậy hoạt động, đồng thời giảm đáng kể chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động. Tương tự, các linh kiện điện tử và cảm biến SiC có thể cải thiện hiệu suất của các máy bay phản lực thương mại, với lợi nhuận kinh tế bổ sung được báo cáo lên đến hàng triệu đô la mỗi máy bay.
Tương tự, việc sử dụng cảm biến và linh kiện điện tử chịu nhiệt độ cao SiC trong động cơ ô tô sẽ cho phép giám sát và điều khiển quá trình đốt cháy tốt hơn, dẫn đến quá trình đốt cháy sạch hơn và hiệu quả hơn. Hơn nữa, hệ thống điều khiển điện tử động cơ SiC hoạt động tốt ở nhiệt độ trên 125°C, giúp giảm số lượng dây dẫn và đầu nối trong khoang động cơ và cải thiện độ tin cậy lâu dài của hệ thống điều khiển xe.
Các vệ tinh thương mại hiện nay cần bộ tản nhiệt để tản nhiệt do các thiết bị điện tử của tàu vũ trụ tạo ra, và các tấm chắn để bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi bức xạ vũ trụ. Việc sử dụng các thiết bị điện tử SiC trên tàu vũ trụ có thể giảm số lượng dây dẫn và đầu nối cũng như kích thước và chất lượng của các tấm chắn bức xạ vì các thiết bị điện tử SiC không chỉ hoạt động được ở nhiệt độ cao mà còn có khả năng chống bức xạ biên độ mạnh. Nếu chi phí phóng một vệ tinh lên quỹ đạo Trái đất được tính bằng khối lượng, thì việc giảm khối lượng nhờ sử dụng các thiết bị điện tử SiC có thể cải thiện tính kinh tế và khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp vệ tinh.
Tàu vũ trụ sử dụng các thiết bị SiC chịu được bức xạ nhiệt độ cao có thể được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ khó khăn hơn xung quanh hệ mặt trời. Trong tương lai, khi con người thực hiện các nhiệm vụ xung quanh mặt trời và bề mặt các hành tinh trong hệ mặt trời, các thiết bị điện tử SiC với đặc tính chịu nhiệt độ cao và chịu bức xạ tuyệt vời sẽ đóng vai trò quan trọng đối với tàu vũ trụ hoạt động gần mặt trời. Việc sử dụng các thiết bị điện tử SiC có thể giảm bớt yêu cầu bảo vệ tàu vũ trụ và thiết bị tản nhiệt, do đó nhiều thiết bị khoa học hơn có thể được lắp đặt trong mỗi tàu.
Thời gian đăng bài: 23/08/2022