DENSO prispeva k dekarbonizirani družbi z zagotavljanjem SiC močnih polprevodnikov

TOKIO, 02. november 2021 – (JCN Newswire) – Korporacija DENSO prispeva k širjenju uporabe električnih vozil, povečanju njihove kilometrine in zmanjšanju emisij CO2 iz vozil z razvojem močnostnih polprevodnikov SiC (silicijev karbid), ki vključujejo lastniške strukture DENSO. in procesne tehnologije ter jih uporablja v svojih izdelkih za vozila.

Napajalna kartica SiC

Ojačevalni napajalni modul

Močnostni polprevodnik je kot mišice v človeškem telesu. Premika komponente, kot so pretvorniki in motorji (okončine), na podlagi ukazov iz ECU (možgani). Tipični močnostni polprevodniki, ki se uporabljajo v izdelkih za vozila, so izdelani iz silicija (Si). Za primerjavo, SiC ponuja vrhunsko zmogljivost v visokotemperaturnih, visokofrekvenčnih in visokonapetostnih okoljih ter pomaga znatno zmanjšati izgubo moči, velikost in težo pretvornikov. Tako so SiC naprave pritegnile pozornost, ker pospešujejo elektrifikacijo vozil.

Na primer, ojačevalni napajalni modul, ki vključuje močnostni polprevodnik SiC družbe DENSO, je približno 30 % manjši po prostornini s 70 % manjšo izgubo moči kot običajni izdelek z močnostnim polprevodnikom Si. Posledično so bili izdelki manjši, učinkovitost goriva pa izboljšana.

DENSO te tehnologije SiC imenuje "REVOSIC", s čimer izraža idejo o "spremembe" družbe z inovativnimi tehnologijami. Podjetje razvija obsežen nabor tehnologij od rezin do napajalnih modulov in bo nadaljevalo raziskave in razvoj tehnologij REVOSIC SiC ter razširilo njihovo uporabo v električnih vozilih, da bi pomagalo uresničiti dekarbonizirano družbo.

Predstavitev razvijalcev

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

Z oddelkom za načrtovanje močnostnih modulov sem bil zadolžen za določitev specifikacij močnostnega polprevodnika SiC in načrtovanje strukture naprave na podlagi specifikacij. SiC ima nizek upor v primerjavi s Si, zato lahko električni tok lažje teče. Zaradi te lastnosti je prototip SiC naprave poškodoval nenaden sunek velikega električnega toka. Sodelovali smo z drugimi oddelki, da bi razpravljali o tem, kako preprečiti poškodbe naprav na trgu, hkrati pa v celoti izkoristiti zmogljivost SiC z majhnimi izgubami, in težavo smo rešili z idejo, ki je naš oddelek ni mogel pripraviti sam: visoka hitrost izklop električnega toka s pomočjo posebnega gonilnika IC.

Zaenkrat je malo izdelkov opremljenih s SiC, a z širjenjem električnih vozil bomo povečali število izdelkov s SiC in s tem zmanjšali emisije CO2.

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

Vodil sem projektiranje procesa izdelave močnostnih polprevodniških naprav SiC. SiC je po trdoti takoj za diamantom, zato ga je težje obdelati kot Si. Trudila sem se oblikovati množični proizvodni proces, ki se lahko stabilno ukvarja z mikrostrukturami, manjšimi od enega mikrometra. DENSO že vrsto let raziskuje SiC, zato je veliko predhodnikov in višjih zaposlenih. Da bi rešil ta problem s SiC, sem se pogosto pogovarjal z višjimi zaposlenimi, da bi se učil iz njihovih izkušenj in znanja ter v celoti izkoristil obstoječe tehnologije. To je omogočilo komercializacijo izdelka.

Upam, da bom še izboljšal delovanje in kakovost naprave ter znižal njene stroške, tako da bo SiC mogoče uporabiti v veliko več izdelkih.

Satoru Sugita / Design Dept. 2, Power Module Eng. div.

Bil sem zadolžen za načrtovanje montaže. Bil sem odgovoren za določanje zahtev za zagotavljanje zanesljivosti (npr. materiali, dimenzije, pogoji obdelave), ki so potrebne za namestitev močnostnih polprevodnikov SiC v napajalne kartice. V procesu načrtovanja je prišlo do napak pri vgradnji zaradi visokega Youngovega modula* (približno trikrat več kot pri Si), kar je ena od značilnosti materialov SiC. Pri uporabi Si se takšne napake niso pojavile. Da bi se spopadli s tem pojavom brez primere, je bilo treba razmišljati stransko, onkraj običajnih idej. Da bi natančno razumel težavo, sem vključil interni specializirani oddelek in zunanje proizvajalce analitičnih instrumentov, da bi zbrali različna stališča in izvedel preverjanja genchi-genbutsu na kraju samem. To je pomagalo rešiti težavo in odražati ugotovitve v zahtevah za načrtovanje.

Upam, da bom prispeval k uporabi električnih vozil in pomagal ustvariti razogljičeno družbo s spodbujanjem številnih strank, da v različne izdelke vgradijo močnostni polprevodnik SiC.

*Youngov modul: številčna vrednost, ki predstavlja trdoto materiala. Znan je tudi kot koeficient elastičnosti.

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