Geçtiğimiz yılın Aralık ayında Denso, düşük karbonlu bir toplum yaratma çabalarının bir parçası olarak, yüksek kaliteli silisyum karbür (SiC) güç yarı iletkenleriyle donatılmış en son model boost güç modülünün seri üretime başladığını ve On'da kullanılmaya başlandığını duyurdu. Yeni Toyota Mirai modeli 9 Aralık 2020'de satışa sunuldu.

Sunumda DENSO, şirketin SiC güç yarı iletkenlerini (diyotlar ve transistörler) otomotiv uygulamalarına uygulamayı amaçlayan REVOSIC teknolojisini geliştirdiğini belirtti. Silisyum karbürün, geleneksel silisyum (Si) ile karşılaştırıldığında yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve yüksek basınç ortamlarında üstün performansa sahip yarı iletken bir malzeme olduğuna dikkat çekiyorlar. Bu nedenle, sistemlerin güç kaybını, boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltmak ve elektrifikasyonu hızlandırmak için kritik cihazlarda SiC kullanımı büyük ilgi gördü.

 

DENSO, 2014 yılında otomotiv dışı uygulamalar için bir SiC transistörünü piyasaya sürdü ve bunu ses ürünleri için ticarileştirdi. DENSO, araç içi uygulamalara yönelik araştırmalarını sürdürüyor ve 2018'de Toyota, Sora yakıt hücreli otobüsünde araç içi SiC diyotları kullandı.

 

Şimdi DENSO yeni bir otomotiv SiC transistörü geliştirdi; bu, DENSO'nun otomotiv diyotları ve transistörleri için ilk kez SiC kullandığını gösteriyor. Yeni geliştirilen SiC transistörler, DENSO'nun hendek kapısı MOSFET'lerini uygulayan benzersiz yapısı ve işleme teknolojisi sayesinde, yarı iletkenler için zorluklar sunan otomotiv ortamında yüksek güvenilirlik ve yüksek performans sağlıyor. SiC güç yarı iletkenleri (diyotlar, transistörler) ile donatılmış yeni güçlendirme güç modülü, Si güç yarı iletkenleri ile donatılmış geleneksel ürünlere göre hacim olarak yaklaşık %30 daha küçüktür ve güç kaybı açısından yaklaşık %70 daha küçüktür ve bu da minyatürleştirmeye katkıda bulunur. Araç yakıt verimliliğini artırmak için güç modülünü güçlendirin.

 

DENSO, düşük karbonlu bir toplum oluşturmaya yardımcı olmak amacıyla şirketin REVOSIC teknolojisinin araştırma ve geliştirmesi üzerinde çalışmaya devam edeceğini ve hibrit elektrikli araçlar ve saf elektrikli araçlar da dahil olmak üzere uygulamasını elektrikli araçlara genişleteceğini söyledi.

 

DENSO yakın zamanda bir basın açıklamasında güç yarı iletkenlerinin insan vücudunun kasları gibi olduğuna dikkat çekti. ECU'dan (beyin) gelen komutlara göre invertörler ve motorlar (uzuvlar) gibi bileşenleri hareket ettirir. Otomotiv ürünlerinde kullanılan tipik güç yarı iletkenleri silikondan (Si) yapılır. Buna karşılık silisyum karbür, yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve yüksek voltaj ortamlarında üstün performansa sahiptir ve invertörün güç kaybını, boyutunu ve ağırlığını önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olur. Bu nedenle SiC cihazları araç elektrifikasyonunu hızlandırmalarıyla dikkat çekmektedir.

 

Denso, şirketin silisyum karbür güç yarı iletkenlerini kullanan takviye güç modülünün, silikon güç yarı iletkenlerini kullanan geleneksel ürünlere göre yaklaşık %30 daha küçük boyutta ve %70 daha az güç kaybı olduğuna dikkat çekti. Bu, daha küçük ürünlere ve gelişmiş araç yakıt verimliliğine olanak tanır.

 

Denso mühendisleri ayrıca silisyumla karşılaştırıldığında silisyum karbürün daha düşük dirence sahip olduğunu, dolayısıyla akımın daha kolay aktığını söyledi. Bu özelliği nedeniyle prototip bir SiC cihazı ani yüksek akım dalgalanmasından dolayı hasar gördü. Bu amaçla Denso'nun çok departmanlı iş birliği, piyasadaki cihazların zarar görmesini önlerken SiC'nin düşük kayıplı performansından nasıl tam olarak yararlanılabileceğini tartıştı ve departmanımızın tek başına ortaya koyamayacağı bir fikirle sorunu çözdü: Yüksek hızda akımı kesmek için özel bir sürücü entegresi kullanma.

 

Silisyum karbür patenti: Denso beşinci sırada

 

Nikkei raporlarına göre, yeni nesil yarı iletken malzeme olan silisyum karbür (SiC) ile ilgili ilk 5 patenti Japon ve Amerikalı şirketler tekeline aldı. Patent analizi yapan Japon Patent Sonuç Şirketi'nin istatistiklerine göre silisyum karbür yarı iletken substratlar alanında faaliyet gösteren ABD'li Cree ilk sırada yer alırken, onu Roma ve Sumitomo Electric Industries gibi Japon şirketleri takip ediyor.

Puanlar, 29 Temmuz itibarıyla açıklanan ABD patent verileri temel alınarak hacim ve ilgiye göre hesaplandı. Silisyum karbür, güç yarı iletkenlerinin performansının ve enerji tasarrufunun iyileştirilmesine katkıda bulunan mevcut silikon yarı iletken alt tabaka malzemesinin yerine kullanılıyor. Saf elektrikli araçlar (EV'ler) ve fotovoltaik enerji üretim sistemlerine yönelik invertörler gibi alanlarda silisyum karbürün uygulama aralığı sürekli genişlemektedir. Karbondan arınmış bir toplumda talebin artması bekleniyor.

 

 Patent Sonucunun analizi, ilk sırada yer alan Cree'nin silisyum karbür substratlar ve kristalizasyon patentlerinde avantajlara sahip olduğunu gösteriyor. No.2 Roma ve No.5 Denso'nun güç kaybını azaltma avantajı, No.3 Sumitomo Electric'in silisyum karbürden daha güçlü kristal yapısı, No.4 Mitsubishi Electric'in ise yarı iletken cihaz yapısı avantajı bulunuyor.

DENSO'nun daha büyük hedefleri var

2019'da Toyota ve Denso ortaklaşa yeni bir ortak girişim duyurdular. Yeni şirket ağırlıklı olarak yeni nesil otomotiv yarı iletken teknolojisini geliştiriyor. Gözlerini SiC (silisyum karbür) ve GaN'ye (galyum nitrür) meydan okuyabilecek güç yarı iletkenleri olan galyum oksit ve elmas üzerine diktiler.

Yeni ortak girişim, ürünlerin temel yapısı ve işleme teknolojisine ilişkin derinlemesine araştırmalar yoluyla, elektrikli araçlar için güç modülleri veya otonom araçlar için çevresel izleme sensörleri gibi elektronik bileşenler için ileri ileriye dönük teknolojilerin geliştirilmesine odaklanacak.

Dünyada IGBT üretebilen sayılı OEM'lerden biri olan Toyota, Fuji Electric, Mitsubishi Electric ve Denso ile derinlemesine bir iş birliğine sahiptir. Infineon'da hisse sahibi olan Denso, otomotiv yarı iletken ürünlerinin geliştirilmesini ve uygulanmasını güçlendirmek için Kyoto Üniversitesi tarafından kurulan bir teknoloji girişim şirketi olan FLOSFIA ile iş birliği yapmaktadır. Bu şirketlerin her biri, elektrikli araçlar için güç modüllerinin maliyetini ve boyutunu azaltmak ve küçültmek amacıyla yeni nesil güç yarı iletken cihazlarına yatırım yapmakta ve geliştirmektedir.

Yasal Uyarı: Bu makale "Geniş Bant Aralığı Yarı İletken Teknolojisi Yenilik İttifakından" çoğaltılmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil etmekte olup Sac Micro ve sektörün görüşlerini temsil etmemektedir. Yalnızca yeniden basılması ve paylaşılması amaçlı olup, fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemektedir. Lütfen yeniden basarken belirtin. Orijinal kaynak ve yazar, herhangi bir ihlal varsa lütfen silmek için bizimle iletişime geçin.