இன்று பெரும்பாலான பவர் மாட்யூல் வடிவமைப்புகள் அலுமினிய ஆக்சைடு (Al2O3) அல்லது AlN ஆகியவற்றால் செய்யப்பட்ட மட்பாண்டங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, ஆனால் செயல்திறன் தேவைகள் அதிகரிக்கும் போது, ​​வடிவமைப்பாளர்கள் மற்ற அடி மூலக்கூறுகளைப் பார்க்கிறார்கள். EV பயன்பாடுகளில், எடுத்துக்காட்டாக, சிப் வெப்பநிலை 150°C முதல் 200°C வரை செல்லும் போது மாறுதல் இழப்புகள் 10% குறையும். கூடுதலாக, புதிய பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களான சாலிடர்-ஃப்ரீ மாட்யூல்கள் மற்றும் வயர்-பாண்ட்-ஃப்ரீ மாட்யூல்கள் ஏற்கனவே உள்ள அடி மூலக்கூறுகளை பலவீனமான இணைப்பாக ஆக்குகின்றன.

மற்றொரு முக்கியமான காரணி என்னவென்றால், காற்று விசையாழிகளில் இருப்பதைப் போன்ற கடுமையான சூழ்நிலைகளில் தயாரிப்பு நீண்ட காலம் நீடிக்க வேண்டும். அனைத்து சுற்றுச்சூழல் நிலைகளிலும் காற்றாலை விசையாழிகளின் மதிப்பிடப்பட்ட ஆயுட்காலம் பதினைந்து ஆண்டுகள் ஆகும், இது இந்த பயன்பாட்டின் வடிவமைப்பாளர்களை சிறந்த அடி மூலக்கூறு தொழில்நுட்பங்களைத் தேடத் தூண்டுகிறது.

SiC கூறுகளின் பயன்பாட்டை அதிகரிப்பது மேம்படுத்தப்பட்ட அடி மூலக்கூறு மாற்றுகளை இயக்கும் மூன்றாவது காரணியாகும். வழக்கமான தொகுதிகளுடன் ஒப்பிடுகையில், உகந்த பேக்கேஜிங் கொண்ட முதல் SiC தொகுதிகள் 40 முதல் 70 சதவிகிதம் இழப்புக் குறைப்பைக் காட்டியது, ஆனால் Si3N4 அடி மூலக்கூறுகள் உட்பட புதுமையான பேக்கேஜிங் நுட்பங்களின் அவசியத்தையும் நிரூபித்தது. இந்தப் போக்குகள் அனைத்தும் பாரம்பரிய Al2O3 மற்றும் AlN அடி மூலக்கூறுகளின் எதிர்காலச் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும், அதேசமயம் Si3N4 அடிப்படையிலான அடி மூலக்கூறுகள் எதிர்கால உயர்-செயல்திறன் சக்தி தொகுதிகளுக்கான தேர்வுப் பொருளாக இருக்கும்.

சிலிக்கான் நைட்ரைடு (Si3N4) அதன் உயர்ந்த வளைக்கும் வலிமை, அதிக எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை மற்றும் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் காரணமாக பவர் எலக்ட்ரானிக் அடி மூலக்கூறுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. பீங்கான் அம்சங்கள் மற்றும் பகுதி வெளியேற்றம் அல்லது விரிசல் உருவாக்கம் போன்ற முக்கியமான மாறிகளின் ஒப்பீடு, வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதல் நடத்தை போன்ற இறுதி அடி மூலக்கூறு நடத்தையில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

வெப்ப கடத்துத்திறன், வளைக்கும் வலிமை மற்றும் முறிவு கடினத்தன்மை ஆகியவை ஆற்றல் தொகுதிகளுக்கு இன்சுலேடிங் பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது மிக முக்கியமான பண்புகளாகும். ஒரு சக்தி தொகுதியில் வெப்பத்தை விரைவாகச் சிதறடிக்க அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் அவசியம். பேக்கேஜிங் செயல்பாட்டின் போது பீங்கான் அடி மூலக்கூறு எவ்வாறு கையாளப்படுகிறது மற்றும் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதற்கு வளைக்கும் வலிமை முக்கியமானது, அதே நேரத்தில் அது எவ்வளவு நம்பகமானதாக இருக்கும் என்பதைக் கண்டறிவதற்கு முறிவு கடினத்தன்மை முக்கியமானது.

குறைந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் குறைந்த இயந்திர மதிப்புகள் Al2O3 (96%) வகைப்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், 24 W/mK இன் வெப்ப கடத்துத்திறன் இன்றைய பெரும்பாலான நிலையான தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு போதுமானது. மிதமான நம்பகத்தன்மை இருந்தபோதிலும் AlN இன் உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் 180 W/mK அதன் மிகப்பெரிய நன்மையாகும். இது Al2O3 இன் குறைந்த எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை மற்றும் ஒப்பிடக்கூடிய வளைவு வலிமையின் விளைவாகும்.

அதிக நம்பகத்தன்மைக்கான தேவை அதிகரித்து வருவது ZTA (சிர்கோனியா டஃப்னட் அலுமினா) பீங்கான்களில் சமீபத்திய முன்னேற்றங்களுக்கு வழிவகுத்தது. இந்த மட்பாண்டங்கள் மற்ற பொருட்களை விட கணிசமாக அதிக வளைக்கும் வலிமை மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை கொண்டவை. துரதிருஷ்டவசமாக, ZTA மட்பாண்டங்களின் வெப்ப கடத்துத்திறன் நிலையான Al2O3 உடன் ஒப்பிடத்தக்கது; இதன் விளைவாக, அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட உயர்-சக்தி பயன்பாடுகளில் அவற்றின் பயன்பாடு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

Si3N4 சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் இயந்திர செயல்திறனை ஒருங்கிணைக்கிறது. வெப்ப கடத்துத்திறன் 90 W/mK இல் குறிப்பிடப்படலாம், மேலும் அதன் முறிவு கடினத்தன்மை ஒப்பிடப்பட்ட பீங்கான்களில் மிக அதிகமாக உள்ளது. இந்த பண்புகள் Si3N4 உலோகமயமாக்கப்பட்ட அடி மூலக்கூறாக மிக உயர்ந்த நம்பகத்தன்மையை வெளிப்படுத்தும் என்று கூறுகின்றன.