En décembre de l'année dernière, Denso a annoncé que, dans le cadre de ses efforts pour parvenir à une société à faible émission de carbone, son dernier modèle de module de puissance boost équipé de semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium (SiC) de haute qualité avait commencé la production de masse et était utilisé dans On le nouveau modèle Toyota Mirai lancé le 9 décembre 2020.

Lors de sa présentation, DENSO a indiqué avoir développé la technologie REVOSIC visant à appliquer les semi-conducteurs de puissance SiC (diodes et transistors) aux applications automobiles. L'entreprise a souligné que le carbure de silicium est un matériau semi-conducteur offrant des performances supérieures à celles du silicium (Si) classique dans les environnements à haute température, haute fréquence et haute pression. Par conséquent, l'utilisation du SiC dans les dispositifs critiques, visant à réduire considérablement les pertes de puissance, la taille et le poids des systèmes et à accélérer l'électrification, a suscité un intérêt considérable.

 

En 2014, DENSO a lancé un transistor SiC pour des applications non automobiles et l'a commercialisé pour des produits audio. DENSO poursuit ses recherches sur les applications embarquées et, en 2018, Toyota a utilisé des diodes SiC embarquées dans son bus à pile à combustible Sora.

 

DENSO a développé un nouveau transistor SiC pour l'automobile. C'est la première fois que DENSO utilise du SiC pour ses diodes et transistors automobiles. Grâce à la structure et à la technologie de traitement uniques de DENSO, qui utilisent des MOSFET à grille en tranchée, ces nouveaux transistors SiC offrent une fiabilité et des performances élevées dans l'environnement automobile, un défi pour les semi-conducteurs. Ce nouveau module de puissance boost équipé de semi-conducteurs de puissance SiC (diodes, transistors) présente un volume environ 30 % plus petit et une perte de puissance environ 70 % inférieure à celle des produits conventionnels équipés de semi-conducteurs de puissance Si, contribuant ainsi à la miniaturisation. Ce module de puissance boost améliore le rendement énergétique des véhicules.

 

DENSO a déclaré que la société continuera à travailler sur la recherche et le développement de la technologie REVOSIC et à étendre son application aux véhicules électriques, y compris les véhicules électriques hybrides et les véhicules électriques purs, afin de contribuer à la construction d'une société à faibles émissions de carbone.

 

Récemment, DENSO a souligné dans un communiqué de presse que les semi-conducteurs de puissance sont comme les muscles du corps humain. Il déplace des composants tels que des onduleurs et des moteurs (membres) en fonction des commandes de l'ECU (cerveau). Les semi-conducteurs de puissance typiques utilisés dans les produits automobiles sont en silicium (Si). En revanche, le carbure de silicium offre des performances supérieures dans les environnements à haute température, haute fréquence et haute tension, contribuant ainsi à réduire considérablement la perte de puissance, la taille et le poids de l'onduleur. Par conséquent, les dispositifs SiC ont retenu l’attention pour leur accélération de l’électrification des véhicules.

 

Denso a souligné que le module de puissance boost utilisant les semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium de la société est environ 30 % plus petit en taille et 70 % de perte de puissance en moins que les produits conventionnels utilisant des semi-conducteurs de puissance en silicium. Cela permet de fabriquer des produits plus petits et d'améliorer le rendement énergétique des véhicules.

 

Les ingénieurs de Denso ont également déclaré que, comparé au silicium, le carbure de silicium a une faible résistance, de sorte que le courant circule plus facilement. En raison de cette caractéristique, un prototype de dispositif SiC a été endommagé par une soudaine surtension élevée. À cette fin, la collaboration multi-département de Denso a discuté de la manière de tirer pleinement parti des performances de faible perte du SiC tout en évitant d'endommager les appareils sur le marché, et a résolu le problème avec une idée que notre département ne pouvait pas proposer seul : en utilisant un circuit intégré de pilote spécial pour couper le courant à grande vitesse.

 

Brevet sur le carbure de silicium : Denso se classe cinquième

 

Selon les rapports du Nikkei, les entreprises japonaises et américaines ont monopolisé les cinq principaux brevets liés au carbure de silicium (SiC), un matériau semi-conducteur de nouvelle génération. Selon les statistiques de la société japonaise Patent Result Company, qui s'occupe de l'analyse des brevets, Cree des États-Unis, impliquée dans les substrats semi-conducteurs en carbure de silicium, occupe la première place, suivi par des sociétés japonaises telles que Roma et Sumitomo Electric Industries.

Les scores ont été calculés en fonction du volume et de l'attention, sur la base des données de brevets américains publiées le 29 juillet. Le carbure de silicium est utilisé comme substitut au matériau de substrat semi-conducteur en silicium existant, ce qui contribue à améliorer les performances et les économies d'énergie des semi-conducteurs de puissance. Dans des domaines tels que les véhicules électriques purs (VE) et les onduleurs pour les systèmes de production d'énergie photovoltaïque, la gamme d'applications du carbure de silicium est en constante expansion. Dans une société décarbonée, la demande devrait augmenter.

 

 L'analyse des résultats des brevets montre que le Cree, qui occupe la première place, présente des avantages en matière de substrats en carbure de silicium et de brevets de cristallisation. Le n°2 Roma et le n°5 Denso ont l'avantage de réduire les pertes de puissance, le n°3 Sumitomo Electric a une structure cristalline plus solide que le carbure de silicium et le n°4 Mitsubishi Electric a un avantage en termes de structure de dispositif à semi-conducteurs.

DENSO a de plus grands objectifs

En 2019, Toyota et Denso ont annoncé conjointement la création d'une nouvelle coentreprise. La nouvelle société développe principalement la technologie des semi-conducteurs automobiles de nouvelle génération. Ils jettent leur dévolu sur l'oxyde de gallium et le diamant, des semi-conducteurs de puissance capables de rivaliser avec le SiC (carbure de silicium) et le GaN (nitrure de gallium).

Grâce à des recherches approfondies sur la structure de base et la technologie de traitement des produits, la nouvelle coentreprise se concentrera sur le développement de technologies avancées et d'avenir pour les composants électroniques tels que les modules d'alimentation pour véhicules électriques ou les capteurs de surveillance périphériques pour véhicules autonomes.

Toyota, l'un des rares constructeurs au monde à pouvoir produire des IGBT, collabore étroitement avec Fuji Electric, Mitsubishi Electric et Denso. Denso, qui a pris une participation dans Infineon, coopère avec FLOSFIA, une start-up technologique fondée par l'Université de Kyoto, afin de renforcer le développement et l'application de semi-conducteurs automobiles. Tous deux investissent et développent une nouvelle génération de semi-conducteurs de puissance afin de réduire le coût et la taille des modules de puissance pour véhicules électriques.

Avis de non-responsabilité : cet article est reproduit à partir de la « Wide Bandgap Semiconductor Technology Innovation Alliance ». Cet article ne représente que les opinions personnelles de l'auteur et ne représente pas celles de Sac Micro et de l'industrie. Il est uniquement destiné à la réimpression et au partage et soutient la protection des droits de propriété intellectuelle. Veuillez l'indiquer lors de la réimpression. La source originale et l'auteur, en cas de violation, veuillez nous contacter pour la supprimer.