ການອອກແບບໂມດູນພະລັງງານສ່ວນໃຫຍ່ໃນມື້ນີ້ແມ່ນອີງໃສ່ເຊລາມິກທີ່ເຮັດດ້ວຍອາລູມິນຽມອອກໄຊ (Al2O3) ຫຼື AlN, ແຕ່ຍ້ອນວ່າຄວາມຕ້ອງການດ້ານການປະຕິບັດເພີ່ມຂຶ້ນ, ຜູ້ອອກແບບກໍາລັງຊອກຫາຢູ່ໃນຊັ້ນຍ່ອຍອື່ນໆ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ EV, ການສູນເສຍການສະຫຼັບຫຼຸດລົງ 10% ເມື່ອອຸນຫະພູມຂອງຊິບຈາກ 150 ° C ຫາ 200 ° C. ນອກຈາກນັ້ນ, ເທກໂນໂລຍີການຫຸ້ມຫໍ່ໃຫມ່ເຊັ່ນໂມດູນທີ່ບໍ່ມີການເຊື່ອມໂລຫະແລະໂມດູນທີ່ບໍ່ມີສາຍຜູກມັດເຮັດໃຫ້ substrates ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເປັນການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ອ່ອນແອທີ່ສຸດ.

ປັດໃຈສໍາຄັນອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນວ່າຜະລິດຕະພັນຕ້ອງໃຊ້ໄດ້ດົນກວ່າໃນສະພາບທີ່ຮຸນແຮງ, ຄືກັບທີ່ພົບເຫັນຢູ່ໃນກັງຫັນລົມ. ອາຍຸການຄາດຄະເນຂອງກັງຫັນລົມພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສິ່ງແວດລ້ອມທັງຫມົດແມ່ນສິບຫ້າປີ, ກະຕຸ້ນໃຫ້ຜູ້ອອກແບບຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກນີ້ຊອກຫາເຕັກໂນໂລຢີຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ເຫນືອກວ່າ.

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການນໍາໃຊ້ອົງປະກອບ SiC ແມ່ນປັດໃຈທີສາມທີ່ຂັບລົດທາງເລືອກ substrate ປັບປຸງ. ໃນການປຽບທຽບກັບໂມດູນແບບດັ້ງເດີມ, ໂມດູນ SiC ທໍາອິດທີ່ມີການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ດີທີ່ສຸດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການຫຼຸດລົງຂອງການສູນເສຍຈາກ 40 ຫາ 70 ເປີເຊັນ, ແຕ່ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບເຕັກນິກການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ມີນະວັດກໍາ, ລວມທັງ substrates Si3N4. ທ່າອ່ຽງທັງໝົດເຫຼົ່ານີ້ຈະຈຳກັດການທໍາງານຂອງອານາຄົດຂອງຊັ້ນຍ່ອຍ Al2O3 ແລະ AlN ແບບດັ້ງເດີມ, ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ອີງໃສ່ Si3N4 ຈະເປັນວັດສະດຸທາງເລືອກສຳລັບໂມດູນພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງໃນອະນາຄົດ.

ຊິລິໂຄນ nitride (Si3N4) ແມ່ນເຫມາະສົມດີສໍາລັບ substrates ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານເນື່ອງຈາກມີຄວາມເຂັ້ມແຂງງໍດີກວ່າ, ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກສູງ, ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ. ລັກສະນະຂອງເຊລາມິກແລະການປຽບທຽບຕົວແປທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ: ການໄຫຼອອກບາງສ່ວນຫຼືການສ້າງຮອຍແຕກ, ມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ພຶດຕິກໍາການຍ່ອຍສະຫຼາຍສຸດທ້າຍ, ເຊັ່ນການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະພຶດຕິກໍາການວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ.

ການນໍາຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມທົນທານຂອງງໍ, ແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກແມ່ນຄຸນສົມບັດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນເວລາທີ່ເລືອກວັດສະດຸ insulating ສໍາລັບໂມດູນພະລັງງານ. ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາໃນໂມດູນພະລັງງານ. ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຜ່ນເຫຼັກແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບວິທີການປະຕິບັດແລະນໍາໃຊ້ substrate ເຊລາມິກໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຫຸ້ມຫໍ່, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຄິດໄລ່ວ່າມັນຈະມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື.

ການນໍາຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາແລະຄ່າກົນຈັກຕ່ໍາມີລັກສະນະ Al2O3 (96%). ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງ 24 W / mK ແມ່ນພຽງພໍສໍາລັບການນໍາໃຊ້ມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາສ່ວນໃຫຍ່ຂອງຍຸກປະຈຸບັນ. ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງຂອງ AlN ຂອງ 180 W/mK ແມ່ນປະໂຫຍດທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ທີ່ສຸດ, ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນລະດັບປານກາງ. ນີ້ແມ່ນຜົນມາຈາກຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກຕໍ່າຂອງ Al2O3 ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງງໍປຽບທຽບ.

ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ຜ່ານມາໃນ ZTA (zirconia toughened alumina) ceramics. ເຊລາມິກເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງງໍແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກຫຼາຍກ່ວາວັດສະດຸອື່ນໆ. ແຕ່ຫນ້າເສຍດາຍ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງເຊລາມິກ ZTA ແມ່ນທຽບກັບມາດຕະຖານ Al2O3; ດັ່ງນັ້ນ, ການນໍາໃຊ້ຂອງພວກເຂົາໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີພະລັງງານສູງທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງສຸດແມ່ນຖືກຈໍາກັດ.

ໃນຂະນະທີ່ Si3N4 ສົມທົບການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດແລະປະສິດທິພາບກົນຈັກ. ການນໍາຄວາມຮ້ອນສາມາດຖືກກໍານົດຢູ່ທີ່ 90 W / mK, ແລະຄວາມທົນທານຂອງກະດູກຫັກຂອງມັນແມ່ນສູງທີ່ສຸດໃນບັນດາເຊລາມິກທີ່ປຽບທຽບ. ຄຸນລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ Si3N4 ຈະສະແດງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ສູງທີ່ສຸດເປັນຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ເຮັດດ້ວຍໂລຫະ.