DENSO trägt durch die Bereitstellung von SiC-Leistungshalbleitern zu einer dekarbonisierten Gesellschaft bei

TOKIO, 02. November 2021 – (JCN Newswire) – Die DENSO Corporation hat durch die Entwicklung von SiC-Leistungshalbleitern (Siliziumkarbid), die die proprietären Strukturen von DENSO enthalten, zur Verbreitung der Nutzung von Elektrofahrzeugen, zur Verlängerung ihrer Kilometerleistung und zur Reduzierung der CO2-Emissionen von Fahrzeugen beigetragen und Verarbeitungstechnologien und deren Verwendung in seinen fahrzeuginternen Produkten.

SiC-Leistungskarte

Booster-Leistungsmodul

Ein Leistungshalbleiter ist wie die Muskeln im menschlichen Körper. Es bewegt Komponenten wie Wechselrichter und Motoren (Gliedmaßen) basierend auf Befehlen von einem Steuergerät (Gehirn). Typische Leistungshalbleiter, die in Fahrzeugprodukten verwendet werden, bestehen aus Silizium (Si). Im Vergleich dazu bietet SiC eine überlegene Leistung in Hochtemperatur-, Hochfrequenz- und Hochspannungsumgebungen und trägt dazu bei, den Leistungsverlust, die Größe und das Gewicht von Wechselrichtern erheblich zu reduzieren. Somit haben SiC-Vorrichtungen Aufmerksamkeit erregt, weil sie die Elektrifizierung von Fahrzeugen beschleunigen.

Beispielsweise hat ein Booster-Leistungsmodul, das den SiC-Leistungshalbleiter von DENSO enthält, ein um etwa 30 % kleineres Volumen mit 70 % weniger Leistungsverlust als ein herkömmliches Produkt mit einem Si-Leistungshalbleiter. Infolgedessen wurden Produkte kleiner und die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen verbessert.

DENSO nennt diese SiC-Technologien „REVOSIC“ und vermittelt die Idee, durch innovative Technologien „Veränderungen“ in der Gesellschaft herbeizuführen. Das Unternehmen hat ein umfassendes Spektrum an Technologien von Wafern bis hin zu Leistungsmodulen entwickelt und wird die Forschung und Entwicklung von REVOSIC SiC-Technologien fortsetzen und deren Einsatz in Elektrofahrzeugen verbreiten, um zur Verwirklichung einer dekarbonisierten Gesellschaft beizutragen.

Einführung von Entwicklern

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Abt.

Ich war verantwortlich für die Festlegung der Spezifikationen des SiC-Leistungshalbleiters mit der Konstruktionsabteilung für Leistungsmodule und das Design der Gerätestruktur auf der Grundlage der Spezifikationen. SiC hat im Vergleich zu Si einen geringen Widerstand, sodass elektrischer Strom leichter fließen kann. Aufgrund dieser Eigenschaft wurde ein Prototyp einer SiC-Vorrichtung durch einen plötzlichen Stoß eines großen elektrischen Stroms beschädigt. Wir haben mit anderen Abteilungen zusammengearbeitet, um zu diskutieren, wie Schäden an Geräten auf dem Markt verhindert und gleichzeitig die verlustarmen Eigenschaften von SiC voll ausgenutzt werden können, und das Problem wurde mit einer Idee gelöst, auf die unsere Abteilung allein nicht kommen konnte: Hochgeschwindigkeit Abschaltung des elektrischen Stroms durch einen speziellen Treiber-IC.

Derzeit sind nur wenige Produkte mit SiC ausgestattet, aber mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen werden wir die Anzahl der Produkte mit SiC erhöhen und so die CO2-Emissionen reduzieren.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Abt.

Ich war verantwortlich für das Prozessdesign zur Herstellung von SiC-Leistungshalbleitern. Die Härte von SiC wird nur von Diamant übertroffen, daher ist es schwieriger zu verarbeiten als Si. Ich hatte Mühe, einen Massenproduktionsprozess zu entwickeln, der Mikrostrukturen von weniger als einem Mikrometer stabil verarbeiten kann. DENSO forscht seit vielen Jahren an SiC, und daher gibt es viele Vorgänger und ältere Mitarbeiter. Um dieses Problem mit SiC zu lösen, habe ich mich häufig mit leitenden Mitarbeitern unterhalten, um von deren Erfahrung und Know-how zu lernen, und habe auch die Vorteile bestehender Technologien voll ausgeschöpft. Dadurch konnte das Produkt kommerzialisiert werden.

Ich hoffe, die Leistung und Qualität des Geräts weiter zu verbessern und seine Kosten zu senken, sodass SiC in vielen weiteren Produkten verwendet werden kann.

Satoru Sugita / Designabteilung 2, Power Module Eng. Abt.

Ich war für das Montagedesign verantwortlich. Ich war verantwortlich für die Ermittlung der Anforderungen zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit (z. B. Materialien, Abmessungen, Verarbeitungsbedingungen), die für den Einbau von SiC-Leistungshalbleitern in Leistungskarten erforderlich sind. Beim Designprozess traten aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls* (etwa das Dreifache von Si) Montagefehler auf, was eine der Eigenschaften von SiC-Materialien ist. Solche Defekte traten nicht auf, wenn Si verwendet wurde. Um mit diesem beispiellosen Phänomen fertig zu werden, war es notwendig, quer zu denken, über herkömmliche Ideen hinaus. Um das Problem genau zu verstehen, habe ich eine interne spezialisierte Abteilung und externe Hersteller von Analyseinstrumenten hinzugezogen, um verschiedene Standpunkte einzuholen, und Genchi-Genbutsu-Verifizierungen vor Ort durchgeführt. Dies half, das Problem zu lösen und die Ergebnisse in den Designanforderungen widerzuspiegeln.

Ich hoffe, einen Beitrag zur Nutzung von Elektrofahrzeugen und zur Schaffung einer dekarbonisierten Gesellschaft zu leisten, indem ich viele Kunden ermutige, SiC-Leistungshalbleiter in verschiedene Produkte einzubauen.

*E-Modul: Ein numerischer Wert, der die Härte eines Materials darstellt. Er wird auch als Elastizitätskoeffizient bezeichnet.

Quelle: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/70658/3/