पिछले साल दिसंबर में, डेंसो ने घोषणा की थी कि, कम कार्बन वाले समाज को साकार करने के अपने प्रयासों के तहत, उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) पावर सेमीकंडक्टर्स से लैस इसके नवीनतम मॉडल बूस्ट पावर मॉड्यूल ने बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर दिया है और इसका उपयोग ऑन में किया जा रहा है। नया टोयोटा मिराई मॉडल 9 दिसंबर, 2020 को लॉन्च हुआ।

प्रस्तुति में, डेंसो ने बताया कि कंपनी ने ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में SiC पावर सेमीकंडक्टर्स (डायोड और ट्रांजिस्टर) के अनुप्रयोग के उद्देश्य से REVOSIC तकनीक विकसित की है। उन्होंने बताया कि सिलिकॉन कार्बाइड एक ऐसा सेमीकंडक्टर पदार्थ है जो पारंपरिक सिलिकॉन (Si) की तुलना में उच्च तापमान, उच्च आवृत्ति और उच्च दाब वाले वातावरण में बेहतर प्रदर्शन करता है। इसलिए, महत्वपूर्ण उपकरणों में बिजली की हानि, प्रणालियों के आकार और भार को उल्लेखनीय रूप से कम करने और विद्युतीकरण में तेजी लाने के लिए SiC के उपयोग ने काफी ध्यान आकर्षित किया है।

 

2014 में, DENSO ने गैर-ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए एक SiC ट्रांजिस्टर पेश किया और ऑडियो उत्पादों के लिए इसका व्यावसायीकरण किया। DENSO ने वाहन-आधारित अनुप्रयोगों पर अपना शोध जारी रखा है, और 2018 में टोयोटा ने अपने सोरा ईंधन सेल बस में वाहन-आधारित SiC डायोड का उपयोग किया।

 

अब, DENSO ने एक नया ऑटोमोटिव SiC ट्रांजिस्टर विकसित किया है, जो पहली बार है जब DENSO ने ऑटोमोटिव डायोड और ट्रांजिस्टर के लिए SiC का उपयोग किया है। नए विकसित SiC ट्रांजिस्टर ऑटोमोटिव वातावरण में उच्च विश्वसनीयता और उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं, जो सेमीकंडक्टर्स के लिए चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है, यह DENSO की अनूठी संरचना और प्रसंस्करण तकनीक के कारण संभव हुआ है, जो ट्रेंच गेट MOSFETs का उपयोग करती है। SiC पावर सेमीकंडक्टर्स (डायोड, ट्रांजिस्टर) से सुसज्जित नया बूस्ट पावर मॉड्यूल, Si पावर सेमीकंडक्टर्स से सुसज्जित पारंपरिक उत्पादों की तुलना में आयतन में लगभग 30% छोटा और पावर लॉस में लगभग 70% कम है, जो इसे छोटा बनाने में योगदान देता है। बूस्ट पावर मॉड्यूल वाहन की ईंधन दक्षता में सुधार करेगा।

 

DENSO ने कहा कि कंपनी REVOSIC तकनीक के अनुसंधान और विकास पर काम करना जारी रखेगी और हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों और शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों सहित इलेक्ट्रिक वाहनों में अपने अनुप्रयोग का विस्तार करेगी, ताकि कम कार्बन वाले समाज के निर्माण में मदद मिल सके।

 

हाल ही में, DENSO ने एक प्रेस विज्ञप्ति में बताया कि पावर सेमीकंडक्टर मानव शरीर की मांसपेशियों की तरह हैं। यह ईसीयू (मस्तिष्क) के आदेशों के आधार पर इनवर्टर और मोटर (अंग) जैसे घटकों को चलाता है। ऑटोमोटिव उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट विद्युत अर्धचालक सिलिकॉन (Si) से बने होते हैं। इसके विपरीत, सिलिकॉन कार्बाइड का उच्च तापमान, उच्च आवृत्ति और उच्च वोल्टेज वातावरण में बेहतर प्रदर्शन होता है, जिससे इन्वर्टर बिजली हानि, आकार और वजन को काफी कम करने में मदद मिलती है। इसलिए, वाहन विद्युतीकरण में तेजी लाने के लिए SiC उपकरणों पर ध्यान दिया गया है।

 

डेंसो ने बताया कि कंपनी के सिलिकॉन कार्बाइड पावर सेमीकंडक्टर्स का उपयोग करने वाला बूस्ट पावर मॉड्यूल आकार में लगभग 30% छोटा है और सिलिकॉन पावर सेमीकंडक्टर्स का उपयोग करने वाले पारंपरिक उत्पादों की तुलना में 70% कम बिजली हानि है। यह छोटे उत्पादों और बेहतर वाहन ईंधन दक्षता की अनुमति देता है।

 

डेंसो इंजीनियरों ने यह भी कहा कि सिलिकॉन की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड का प्रतिरोध कम होता है, इसलिए करंट अधिक आसानी से प्रवाहित होता है। इस विशेषता के कारण, एक प्रोटोटाइप SiC डिवाइस अचानक उच्च धारा उछाल से क्षतिग्रस्त हो गया था। इस उद्देश्य के लिए, डेन्सो के बहु-विभागीय सहयोग ने इस बात पर चर्चा की कि बाज़ार में उपकरणों को होने वाले नुकसान को रोकते हुए SiC के कम-नुकसान वाले प्रदर्शन का पूरा लाभ कैसे उठाया जाए, और समस्या को एक ऐसे विचार के साथ हल किया गया जिसे हमारा विभाग अकेले नहीं ला सकता था: उच्च गति पर करंट काटने के लिए एक विशेष ड्राइवर आईसी का उपयोग करना।

 

सिलिकॉन कार्बाइड पेटेंट: डेन्सो पांचवें स्थान पर है

 

निक्केई की रिपोर्ट के अनुसार, जापानी और अमेरिकी कंपनियों ने नई पीढ़ी के सेमीकंडक्टर सामग्री सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) से संबंधित शीर्ष 5 पेटेंट पर एकाधिकार कर लिया है। जापानी पेटेंट रिजल्ट कंपनी के आंकड़ों के अनुसार, जो पेटेंट विश्लेषण में लगी हुई है, संयुक्त राज्य अमेरिका की क्री, जो सिलिकॉन कार्बाइड सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट्स में शामिल है, पहले स्थान पर है, उसके बाद रोमा और सुमितोमो इलेक्ट्रिक इंडस्ट्रीज जैसी जापानी कंपनियां हैं।

29 जुलाई तक जारी अमेरिकी पेटेंट डेटा के आधार पर, वॉल्यूम और ध्यान के आधार पर स्कोर की गणना की गई। सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग मौजूदा सिलिकॉन सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट सामग्री के विकल्प के रूप में किया जाता है, जो बिजली सेमीकंडक्टर के प्रदर्शन और ऊर्जा बचत में सुधार करने में योगदान देता है। शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) और फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणालियों के लिए इनवर्टर जैसे क्षेत्रों में, सिलिकॉन कार्बाइड की अनुप्रयोग सीमा लगातार बढ़ रही है। एक डीकार्बोनाइज्ड समाज में, मांग का विस्तार होने की उम्मीद है।

 

 पेटेंट परिणाम के विश्लेषण से पता चलता है कि क्री, जो पहले स्थान पर है, को सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट और क्रिस्टलीकरण पेटेंट में लाभ है। नंबर 2 रोमा और नंबर 5 डेंसो को बिजली हानि को कम करने में फायदा है, नंबर 3 सुमितोमो इलेक्ट्रिक में सिलिकॉन कार्बाइड की तुलना में मजबूत क्रिस्टल संरचना है, और नंबर 4 मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक को सेमीकंडक्टर डिवाइस संरचना में फायदा है।

DENSO के लक्ष्य बड़े हैं

2019 में, टोयोटा और डेंसो ने संयुक्त रूप से एक नए संयुक्त उद्यम की घोषणा की। नई कंपनी मुख्य रूप से अगली पीढ़ी की ऑटोमोटिव सेमीकंडक्टर तकनीक विकसित करती है। उन्होंने गैलियम ऑक्साइड और हीरे, शक्ति अर्धचालकों पर अपनी नजरें गड़ा दी हैं जो SiC (सिलिकॉन कार्बाइड) और GaN (गैलियम नाइट्राइड) को चुनौती दे सकते हैं।

उत्पादों की बुनियादी संरचना और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी पर गहन शोध के माध्यम से, नया संयुक्त उद्यम इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पावर मॉड्यूल या स्वायत्त वाहनों के लिए परिधीय निगरानी सेंसर जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए उन्नत दूरंदेशी प्रौद्योगिकियों के विकास पर ध्यान केंद्रित करेगा।

दुनिया के उन गिने-चुने ओईएम में से एक जो आईजीबीटी का उत्पादन कर सकते हैं, टोयोटा का फ़ूजी इलेक्ट्रिक, मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक और डेंसो के साथ गहन सहयोग है। डेंसो, इंफिनिऑन में हिस्सेदारी लेकर, ऑटोमोटिव सेमीकंडक्टर उत्पादों के विकास और अनुप्रयोग को मज़बूत करने के लिए क्योटो विश्वविद्यालय द्वारा स्थापित एक प्रौद्योगिकी स्टार्ट-अप कंपनी, FLOSFIA के साथ सहयोग कर रही है। ये सभी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पावर मॉड्यूल की लागत और आकार को कम करने के लिए नई पीढ़ी के पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों में निवेश और विकास कर रहे हैं।

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