في العرض التقديمي، ذكرت دينسو أن الشركة طورت تقنية REVOSIC بهدف تطبيق أشباه موصلات الطاقة SiC (الثنائيات والترانزستورات) في تطبيقات السيارات. وأشارت إلى أن كربيد السيليكون مادة شبه موصلة تتميز بأداء فائق في بيئات درجات الحرارة والترددات والضغوط العالية مقارنةً بالسيليكون التقليدي (Si). ولذلك، حظي استخدام SiC في الأجهزة الحيوية، لتقليل فقد الطاقة بشكل كبير، وتقليل حجم ووزن الأنظمة، وتسريع عملية الكهربة، باهتمام كبير.

في عام ٢٠١٤، طرحت شركة دينسو ترانزستور كربيد السيليكون (SiC) لتطبيقات غير السيارات، وسوّقته تجاريًا لمنتجات الصوت. وتواصل دينسو أبحاثها في تطبيقات السيارات، وفي عام ٢٠١٨، استخدمت تويوتا ثنائيات كربيد السيليكون (SiC) داخل سياراتها في حافلة خلايا الوقود سورا.

طورت شركة دينسو ترانزستورًا جديدًا من كربيد السيليكون (SiC) للسيارات، لأول مرة تستخدم فيه دينسو كربيد السيليكون في الثنائيات والترانزستورات الخاصة بالسيارات. تتميز ترانزستورات كربيد السيليكون المطورة حديثًا بموثوقية وأداء عاليين في بيئة السيارات، مما يُمثل تحديًا لأشباه الموصلات، وذلك بفضل هيكل دينسو الفريد وتقنية المعالجة التي تستخدم ترانزستورات MOSFET ذات بوابة الخندق. تتميز وحدة الطاقة المعززة الجديدة المجهزة بأشباه موصلات طاقة من كربيد السيليكون (ثنائيات وترانزستورات) بحجم أصغر بنسبة 30% تقريبًا وفقد أقل للطاقة بنسبة 70% تقريبًا مقارنةً بالمنتجات التقليدية المجهزة بأشباه موصلات طاقة من كربيد السيليكون، مما يُسهم في تصغير حجمها. وحدة الطاقة المعززة تُحسّن كفاءة وقود المركبات.

وقال دينسو إن الشركة ستواصل العمل على البحث والتطوير لتقنية REVOSIC وتوسيع تطبيقها ليشمل السيارات الكهربائية، بما في ذلك السيارات الكهربائية الهجينة والمركبات الكهربائية النقية، وذلك للمساعدة في بناء مجتمع منخفض الكربون.

ومؤخرًا، أشار دينسو في بيان صحفي إلى أن أشباه موصلات الطاقة تشبه عضلات جسم الإنسان. يقوم بنقل المكونات مثل العاكسون والمحركات (الأطراف) بناءً على أوامر وحدة التحكم الإلكترونية (الدماغ). أشباه موصلات الطاقة النموذجية المستخدمة في منتجات السيارات مصنوعة من السيليكون (Si). في المقابل، يتمتع كربيد السيليكون بأداء فائق في بيئات درجات الحرارة العالية والتردد العالي والجهد العالي، مما يساعد على تقليل فقدان طاقة العاكس وحجمه ووزنه بشكل كبير. ولذلك، فقد حظيت أجهزة SiC بالاهتمام بسبب تسريعها لكهربة المركبات.

وأشار دينسو إلى أن وحدة الطاقة المعززة التي تستخدم أشباه موصلات الطاقة من كربيد السيليكون الخاصة بالشركة أصغر حجمًا بنسبة 30% تقريبًا وفقدان طاقة أقل بنسبة 70% من المنتجات التقليدية التي تستخدم أشباه موصلات الطاقة المصنوعة من السيليكون. وهذا يسمح بمنتجات أصغر وتحسين كفاءة استهلاك الوقود في السيارة.

وقال مهندسو دينسو أيضًا إنه بالمقارنة مع السيليكون، يتمتع كربيد السيليكون بمقاومة منخفضة، لذلك يتدفق التيار بسهولة أكبر. بسبب هذه الخاصية، تعرض النموذج الأولي لجهاز SiC للتلف بسبب ارتفاع التيار المفاجئ. ولتحقيق هذه الغاية، ناقش تعاون Denso متعدد الأقسام كيفية الاستفادة الكاملة من أداء SiC منخفض الخسارة مع منع تلف الأجهزة الموجودة في السوق، وحل المشكلة بفكرة لم يتمكن قسمنا من التوصل إليها بمفرده: باستخدام برنامج تشغيل خاص IC لقطع التيار بسرعة عالية.

براءة اختراع كربيد السيليكون: دينسو في المرتبة الخامسة

ووفقا لتقارير نيكي، احتكرت الشركات اليابانية والأمريكية أفضل 5 براءات اختراع تتعلق بمادة كربيد السيليكون (SiC)، وهي مادة من الجيل الجديد لأشباه الموصلات. ووفقا لإحصائيات شركة نتيجة براءات الاختراع اليابانية، التي تعمل في تحليل براءات الاختراع، تحتل شركة كري الأمريكية، التي تعمل في ركائز أشباه الموصلات من كربيد السيليكون، المركز الأول، تليها الشركات اليابانية مثل روما وسوميتومو للصناعات الكهربائية.

تم حساب النتائج من حيث الحجم والاهتمام، بناءً على بيانات براءات الاختراع الأمريكية الصادرة اعتبارًا من 29 يوليو. ويتم استخدام كربيد السيليكون كبديل للمادة الأساسية لأشباه موصلات السيليكون الموجودة، مما يساهم في تحسين الأداء وتوفير الطاقة لأشباه موصلات الطاقة. في مجالات مثل السيارات الكهربائية النقية (EVs) والعاكسات لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، يتوسع نطاق تطبيق كربيد السيليكون باستمرار. وفي مجتمع خالي من الكربون، من المتوقع أن يتوسع الطلب.

 ويظهر تحليل نتائج براءات الاختراع أن مادة Cree، التي تحتل المرتبة الأولى، تتمتع بمزايا في ركائز كربيد السيليكون وبراءات اختراع التبلور. تتمتع السيارة رقم 2 Roma والسيارة رقم 5 Denso بمزايا في تقليل فقد الطاقة، وتتمتع السيارة رقم 3 Sumitomo Electric ببنية بلورية أقوى من كربيد السيليكون، وتتمتع السيارة رقم 4 Mitsubishi Electric بميزة في هيكل جهاز أشباه الموصلات.

دينسو لديه أهداف أكبر

وفي عام 2019، أعلنت تويوتا ودينسو بشكل مشترك عن مشروع مشترك جديد. وتقوم الشركة الجديدة بشكل رئيسي بتطوير الجيل القادم من تكنولوجيا أشباه الموصلات للسيارات. لقد وضعوا أنظارهم على أكسيد الغاليوم والماس، وأشباه موصلات الطاقة التي يمكنها تحدي SiC (كربيد السيليكون) وGaN (نيتريد الغاليوم).

ومن خلال البحث المتعمق حول البنية الأساسية وتكنولوجيا معالجة المنتجات، سيركز المشروع المشترك الجديد على تطوير تقنيات تطلعية متقدمة للمكونات الإلكترونية مثل وحدات الطاقة للسيارات الكهربائية أو أجهزة استشعار المراقبة الطرفية للمركبات ذاتية القيادة.

باعتبارها واحدة من شركات تصنيع المعدات الأصلية القليلة في العالم القادرة على إنتاج IGBTs، تتعاون تويوتا بشكل وثيق مع فوجي إلكتريك وميتسوبيشي إلكتريك ودينسو. تتعاون دينسو، التي استحوذت على حصة في إنفينيون، مع FLOSFIA، وهي شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا أسستها جامعة كيوتو، لتعزيز تطوير وتطبيق منتجات أشباه الموصلات في قطاع السيارات. تستثمر جميع هذه الشركات وتطور جيلًا جديدًا من أجهزة أشباه الموصلات للطاقة لتقليل تكلفة وحجم وحدات الطاقة في المركبات الكهربائية.

إخلاء المسؤولية: هذه المقالة مستنسخة من "تحالف ابتكار تكنولوجيا أشباه الموصلات واسع النطاق". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، ولا تمثل آراء Sac Micro والصناعة. إنه مخصص لإعادة الطباعة والمشاركة فقط، ويدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة عند إعادة الطباعة. المصدر والمؤلف الأصلي، في حال وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.