Em dezembro do ano passado, a Denso anunciou que, como parte de seus esforços para concretizar uma sociedade de baixo carbono, seu mais recente modelo de módulo de potência de reforço equipado com semicondutores de potência de carboneto de silício (SiC) de alta qualidade iniciou a produção em massa e está sendo usado em o novo modelo Toyota Mirai lançado em 9 de dezembro de 2020.

Na apresentação, a DENSO afirmou que a empresa desenvolveu a tecnologia REVOSIC voltada para a aplicação de semicondutores de potência SiC (diodos e transistores) em aplicações automotivas. Eles ressaltam que o carboneto de silício é um material semicondutor com desempenho superior em ambientes de alta temperatura, alta frequência e alta pressão em comparação ao silício convencional (Si). Portanto, o uso de SiC em dispositivos críticos para reduzir significativamente a perda de energia, o tamanho e o peso dos sistemas e acelerar a eletrificação tem atraído atenção considerável.

 

Em 2014, a DENSO introduziu um transistor SiC para aplicações não automotivas e o comercializou para produtos de áudio. A DENSO continua sua pesquisa em aplicações em veículos e, em 2018, a Toyota usou diodos SiC em veículos em seu ônibus de célula de combustível Sora.

 

Agora, a DENSO desenvolveu um novo transistor de SiC automotivo, marcando a primeira vez que a DENSO usou SiC para diodos e transistores automotivos. Os recém-desenvolvidos transistores SiC oferecem alta confiabilidade e alto desempenho no ambiente automotivo, o que apresenta desafios para os semicondutores, graças à estrutura exclusiva e à tecnologia de processamento da DENSO, que aplica MOSFETs de trincheira. O novo módulo de potência boost equipado com semicondutores de potência SiC (diodos, transistores) é cerca de 30% menor em volume e cerca de 70% menor em perda de potência do que os produtos convencionais equipados com semicondutores de potência Si, contribuindo para a miniaturização. Aumente o módulo de potência para melhorar a eficiência de combustível do veículo.

 

A DENSO afirmou que a empresa continuará a trabalhar na investigação e desenvolvimento da tecnologia REVOSIC e a expandir a sua aplicação a veículos eléctricos, incluindo veículos eléctricos híbridos e veículos eléctricos puros, de modo a ajudar a construir uma sociedade de baixo carbono.

 

Recentemente, a DENSO destacou em um comunicado à imprensa que os semicondutores de potência são como os músculos do corpo humano. Ele move componentes como inversores e motores (membros) com base em comandos da ECU (cérebro). Os semicondutores de potência típicos usados ​​em produtos automotivos são feitos de silício (Si). Em contraste, o carboneto de silício tem desempenho superior em ambientes de alta temperatura, alta frequência e alta tensão, ajudando a reduzir significativamente a perda de potência, o tamanho e o peso do inversor. Portanto, os dispositivos de SiC têm recebido atenção pela aceleração da eletrificação dos veículos.

 

Denso destacou que o módulo de potência de reforço que usa os semicondutores de potência de carboneto de silício da empresa é cerca de 30% menor em tamanho e 70% menos perda de energia do que os produtos convencionais que usam semicondutores de potência de silício. Isso permite produtos menores e maior eficiência de combustível do veículo.

 

Os engenheiros da Denso também disseram que, comparado ao silício, o carboneto de silício tem baixa resistência, portanto a corrente flui com mais facilidade. Devido a esta característica, um protótipo de dispositivo SiC foi danificado por um surto repentino de alta corrente. Para esse fim, a colaboração multidepartamental da Denso discutiu como aproveitar ao máximo o desempenho de baixas perdas do SiC e, ao mesmo tempo, evitar danos aos dispositivos no mercado, e resolveu o problema com uma ideia que nosso departamento não poderia ter sozinho: usando um driver IC especial para cortar a corrente em alta velocidade.

 

Patente de carboneto de silício: Denso ocupa o quinto lugar

 

De acordo com relatórios do Nikkei, as empresas japonesas e americanas monopolizaram as 5 principais patentes relacionadas ao carboneto de silício (SiC), um material semicondutor de nova geração. De acordo com as estatísticas da Japanese Patent Result Company, que se dedica à análise de patentes, a Cree dos Estados Unidos, que está envolvida em substratos semicondutores de carboneto de silício, ocupa o primeiro lugar, seguida por empresas japonesas como Roma e Sumitomo Electric Industries.

As pontuações foram calculadas por volume e atenção, com base nos dados de patentes dos EUA divulgados em 29 de julho. O carboneto de silício é usado como substituto do material de substrato semicondutor de silício existente, o que contribui para melhorar o desempenho e a economia de energia dos semicondutores de potência. Em áreas como veículos elétricos puros (EVs) e inversores para sistemas de geração de energia fotovoltaica, a gama de aplicações do carboneto de silício está em constante expansão. Numa sociedade descarbonizada, espera-se que a procura se expanda.

 

 A análise do resultado da patente mostra que Cree, que ocupa o primeiro lugar, tem vantagens em substratos de carboneto de silício e patentes de cristalização. O nº 2 Roma e o nº 5 Denso têm vantagens na redução da perda de energia, o nº 3 Sumitomo Electric tem uma estrutura cristalina mais forte do que o carboneto de silício e o nº 4 Mitsubishi Electric tem uma vantagem na estrutura do dispositivo semicondutor.

DENSO tem objetivos maiores

Em 2019, a Toyota e a Denso anunciaram conjuntamente uma nova joint venture. A nova empresa desenvolve principalmente tecnologia de semicondutores automotivos de última geração. Eles estão de olho no óxido de gálio e no diamante, semicondutores de potência que podem desafiar o SiC (carboneto de silício) e o GaN (nitreto de gálio).

Através de pesquisas aprofundadas sobre a estrutura básica e a tecnologia de processamento dos produtos, a nova joint venture se concentrará no desenvolvimento de tecnologias avançadas e voltadas para o futuro para componentes eletrônicos, como módulos de potência para veículos elétricos ou sensores de monitoramento periférico para veículos autônomos.

Como uma das poucas OEMs do mundo com capacidade para produzir IGBTs, a Toyota mantém uma cooperação aprofundada com a Fuji Electric, a Mitsubishi Electric e a Denso. A Denso, com participação na Infineon, coopera com a FLOSFIA, uma startup de tecnologia fundada pela Universidade de Kyoto, para fortalecer o desenvolvimento e a aplicação de produtos semicondutores automotivos. Todas elas estão investindo e desenvolvendo uma nova geração de dispositivos semicondutores de potência para reduzir o custo e o tamanho dos módulos de potência para veículos elétricos.

Isenção de responsabilidade: este artigo foi reproduzido da "Wide Bandgap Semiconductor Technology Innovation Alliance". Este artigo representa apenas as opiniões pessoais do autor e não representa as opiniões da Sac Micro e da indústria. Destina-se apenas à reimpressão e partilha e apoia a proteção dos direitos de propriedade intelectual. Por favor indique ao reimprimir. A fonte original e o autor, se houver alguma violação, entre em contato conosco para excluí-la.