DENSO contribuisce a una società decarbonizzata fornendo semiconduttori di potenza SiC

TOKYO, 02 novembre 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation ha contribuito a diffondere l'uso di veicoli elettrici, estendendone il chilometraggio e riducendo le emissioni di CO2 dei veicoli sviluppando semiconduttori di potenza SiC (carburo di silicio), che incorporano le strutture proprietarie di DENSO e tecnologie di elaborazione e il loro utilizzo nei suoi prodotti di bordo.

Scheda di potenza SiC

Modulo di potenza booster

Un semiconduttore di potenza è come i muscoli del corpo umano. Muove componenti, come inverter e motori (arti), in base ai comandi di un'ECU (cervello). I tipici semiconduttori di potenza utilizzati nei prodotti di bordo dei veicoli sono realizzati in silicio (Si). In confronto, il SiC offre prestazioni superiori in ambienti ad alta temperatura, alta frequenza e alta tensione e aiuta a ridurre significativamente la perdita di potenza, le dimensioni e il peso degli inverter. Pertanto, i dispositivi SiC hanno attirato l’attenzione perché accelerano l’elettrificazione dei veicoli.

Ad esempio, un modulo di potenza booster, che incorpora il semiconduttore di potenza SiC di DENSO, ha un volume più piccolo di circa il 30% con una perdita di potenza inferiore del 70% rispetto a un prodotto convenzionale con un semiconduttore di potenza Si. Di conseguenza, i prodotti sono stati resi più piccoli e l’efficienza del carburante dei veicoli è stata migliorata.

DENSO chiama queste tecnologie SiC “REVOSIC”, trasmettendo l’idea di apportare “cambiamenti” nella società attraverso tecnologie innovative. L’azienda ha sviluppato una gamma completa di tecnologie, dai wafer ai moduli di potenza, e continuerà la ricerca e lo sviluppo sulle tecnologie SiC REVOSIC e ne diffonderà l’uso nei veicoli elettrici per contribuire a realizzare una società decarbonizzata.

Introduzione degli sviluppatori

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Modulo di potenza Ing. Div.

Mi sono occupato di determinare le specifiche del semiconduttore di potenza SiC con il dipartimento di progettazione dei moduli di potenza e di progettare la struttura del dispositivo in base alle specifiche. Il SiC ha una bassa resistenza rispetto al Si e quindi la corrente elettrica può fluire più facilmente. A causa di questa proprietà, un prototipo di dispositivo SiC è stato danneggiato da un improvviso aumento di una grande corrente elettrica. Abbiamo collaborato con altri dipartimenti per discutere su come prevenire danni ai dispositivi sul mercato sfruttando al massimo le prestazioni a basse perdite del SiC, e il problema è stato risolto con un'idea che il nostro dipartimento non avrebbe potuto ideare da solo: l'alta velocità interruzione della corrente elettrica mediante uno speciale driver IC.

Per ora, pochi prodotti sono dotati di SiC, ma con la diffusione dei veicoli elettrici, aumenteremo il numero di prodotti con SiC e quindi ridurremo le emissioni di CO2.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Modulo di potenza Ing. Div.

Ero responsabile della progettazione del processo per la produzione di dispositivi a semiconduttore di potenza SiC. La durezza del SiC è seconda solo a quella del diamante, quindi è più difficile da lavorare rispetto al Si. Ho faticato a progettare un processo di produzione di massa in grado di gestire stabilmente microstrutture inferiori a un micrometro. DENSO ricerca il SiC da molti anni e quindi ci sono molti predecessori e dipendenti senior. Per risolvere questo problema con SiC, ho parlato spesso con i dipendenti senior per imparare dalla loro esperienza e know-how e ho anche sfruttato appieno le tecnologie esistenti. Ciò ha permesso di commercializzare il prodotto.

Spero di migliorare ulteriormente le prestazioni e la qualità del dispositivo e di ridurne i costi in modo che il SiC possa essere utilizzato in molti più prodotti.

Satoru Sugita / Dipartimento di progettazione 2, Modulo di alimentazione Ing. Div.

Mi sono occupata della progettazione del montaggio. Ero responsabile della determinazione dei requisiti per garantire l'affidabilità (ad esempio materiali, dimensioni, condizioni di lavorazione) richiesti per l'installazione di semiconduttori di potenza SiC nelle schede di potenza. In fase di progettazione si sono verificati difetti di montaggio dovuti all'elevato modulo di Young* (circa il triplo di quello del Si), che è una delle caratteristiche dei materiali SiC. Tali difetti non si verificavano quando veniva utilizzato il Si. Per far fronte a questo fenomeno senza precedenti era necessario pensare lateralmente, oltre le idee convenzionali. Per comprendere con precisione il problema, ho coinvolto un dipartimento interno specializzato e produttori esterni di strumenti di analisi per raccogliere diversi punti di vista e condurre verifiche sul campo genchi-genbutsu. Ciò ha contribuito a risolvere il problema e a riflettere i risultati nei requisiti di progettazione.

Spero di contribuire all'uso dei veicoli elettrici e alla creazione di una società decarbonizzata incoraggiando molti clienti a installare semiconduttori di potenza SiC in vari prodotti.

*Modulo di Young: valore numerico che rappresenta la durezza di un materiale. È noto anche come coefficiente di elasticità.

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