DENSO contribui para uma sociedade descarbonizada, fornecendo SiC Power Semiconductors

TÓQUIO, 02 de novembro de 2021 – (JCN Newswire) – A DENSO Corporation tem contribuído para difundir o uso de veículos elétricos, ampliando sua quilometragem e reduzindo as emissões de CO2 dos veículos por meio do desenvolvimento de semicondutores de potência de SiC (carboneto de silício), que incorporam estruturas proprietárias da DENSO e tecnologias de processamento, e usá-las em seus produtos para veículos.

Cartão de potência SiC

Módulo de potência de reforço

Um semicondutor de potência é como os músculos do corpo humano. Ele movimenta componentes, como inversores e motores (membros), com base em comandos de uma ECU (cérebro). Os semicondutores de potência típicos usados ​​em produtos veiculares são feitos de silício (Si). Em comparação, o SiC oferece desempenho superior em ambientes de alta temperatura, alta frequência e alta tensão e ajuda a reduzir significativamente a perda de energia, o tamanho e o peso dos inversores. Assim, os dispositivos de SiC têm chamado a atenção porque aceleram a eletrificação dos veículos.

Por exemplo, um módulo de potência booster, que incorpora o semicondutor de potência SiC da DENSO, é cerca de 30% menor em volume, com 70% menos perda de energia, do que um produto convencional com um semicondutor de potência Si. Como resultado, os produtos ficaram menores e a eficiência de combustível dos veículos melhorou.

A DENSO chama estas tecnologias de SiC de “REVOSIC”, transmitindo a ideia de fazer “mudanças” na sociedade através de tecnologias inovadoras. A empresa tem desenvolvido uma gama abrangente de tecnologias, desde wafers a módulos de potência, e continuará a pesquisa e desenvolvimento em tecnologias REVOSIC SiC e a disseminar seu uso em veículos elétricos para ajudar a concretizar uma sociedade descarbonizada.

Introdução de desenvolvedores

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Eng. Módulo de Potência. Divisão

Fui responsável por determinar as especificações do semicondutor de potência SiC com o departamento de design do módulo de potência e projetar a estrutura do dispositivo com base nas especificações. O SiC tem uma resistência baixa em comparação com o Si e por isso a corrente elétrica pode fluir mais facilmente. Devido a esta propriedade, um protótipo de dispositivo SiC foi danificado por uma onda repentina de uma grande corrente elétrica. Colaboramos com outros departamentos para discutir como evitar danos aos dispositivos do mercado e, ao mesmo tempo, aproveitar ao máximo o desempenho de baixas perdas do SiC, e o problema foi resolvido com uma ideia que nosso departamento não poderia ter sozinho: alta velocidade corte da corrente elétrica usando um driver IC especial.

Por enquanto, poucos produtos estão equipados com SiC, mas à medida que os veículos elétricos se espalharem, aumentaremos o número de produtos com SiC e assim reduziremos as emissões de CO2.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Eng. Módulo de Potência. Divisão

Fui responsável pelo projeto do processo de fabricação de dispositivos semicondutores de potência SiC. A dureza do SiC perde apenas para o diamante, por isso é mais difícil de processar do que o Si. Eu me esforcei para projetar um processo de produção em massa que pudesse lidar de forma estável com microestruturas de menos de um micrômetro. A DENSO pesquisa SiC há muitos anos e, portanto, há muitos antecessores e funcionários seniores. Para resolver este problema com o SiC, conversei frequentemente com funcionários seniores para aprender com a sua experiência e conhecimento, e também aproveitei ao máximo as tecnologias existentes. Isso possibilitou a comercialização do produto.

Espero melhorar ainda mais o desempenho e a qualidade do dispositivo e reduzir seu custo para que o SiC possa ser usado em muitos outros produtos.

Satoru Sugita / Departamento de Design 2, Eng. Módulo de Potência. Divisão

Fui responsável pelo projeto de montagem. Fui responsável por determinar os requisitos para garantir a confiabilidade (por exemplo, materiais, dimensões, condições de processamento) necessários para a instalação de semicondutores de potência SiC em placas de potência. No processo de projeto, ocorreram defeitos de montagem devido ao alto módulo de Young* (cerca do triplo do Si), que é uma das características dos materiais de SiC. Tais defeitos não ocorreram quando o Si foi utilizado. Para fazer face a este fenómeno inédito, foi necessário pensar lateralmente, para além das ideias convencionais. Para compreender o problema com precisão, contratei um departamento interno especializado e fabricantes externos de instrumentos de análise para reunir diferentes pontos de vista e realizar verificações genchi-genbutsu no local. Isso ajudou a resolver o problema e a refletir as descobertas nos requisitos de design.

Espero contribuir para o uso de veículos elétricos e ajudar a criar uma sociedade descarbonizada, incentivando muitos clientes a instalar semicondutores de potência SiC em diversos produtos.

*Módulo de Young: Um valor numérico que representa a dureza de um material. Também é conhecido como coeficiente de elasticidade.

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