Vào tháng 9 năm ngoái, Denso đã thông báo rằng, như một phần trong nỗ lực hiện thực hóa một xã hội ít carbon, mô-đun năng lượng tăng cường mẫu mới nhất của họ được trang bị chất bán dẫn điện silicon cacbua (SiC) chất lượng cao đã bắt đầu sản xuất hàng loạt và đang được sử dụng trong On. mẫu xe Toyota Mirai mới ra mắt ngày 2020/XNUMX/XNUMX.

Trong bài trình bày, DENSO cho biết công ty đã phát triển công nghệ REVOSIC nhằm mục đích ứng dụng chất bán dẫn điện SiC (điốt và bóng bán dẫn) vào các ứng dụng ô tô. Họ chỉ ra rằng cacbua silic là vật liệu bán dẫn có hiệu suất vượt trội trong môi trường nhiệt độ cao, tần số cao và áp suất cao so với silicon thông thường (Si). Do đó, việc sử dụng SiC trong các thiết bị quan trọng để giảm đáng kể tổn thất điện năng, kích thước và trọng lượng của hệ thống cũng như tăng tốc quá trình điện khí hóa đã thu hút được sự chú ý đáng kể.

 

Vào năm 2014, DENSO đã giới thiệu bóng bán dẫn SiC cho các ứng dụng phi ô tô và thương mại hóa nó cho các sản phẩm âm thanh. DENSO tiếp tục nghiên cứu các ứng dụng trên xe và vào năm 2018, Toyota đã sử dụng điốt SiC trên xe trong xe buýt pin nhiên liệu Sora của mình.

 

Giờ đây, DENSO đã phát triển một bóng bán dẫn SiC ô tô mới, đánh dấu lần đầu tiên DENSO sử dụng SiC cho điốt và bóng bán dẫn ô tô. Các bóng bán dẫn SiC mới được phát triển mang lại độ tin cậy cao và hiệu suất cao trong môi trường ô tô, điều này đặt ra những thách thức đối với chất bán dẫn, nhờ vào công nghệ xử lý và cấu trúc độc đáo của DENSO, áp dụng MOSFET cổng rãnh. Mô-đun tăng công suất mới được trang bị chất bán dẫn công suất SiC (điốt, bóng bán dẫn) có khối lượng nhỏ hơn khoảng 30% và tổn thất điện năng nhỏ hơn khoảng 70% so với các sản phẩm thông thường được trang bị chất bán dẫn công suất Si, góp phần thu nhỏ kích thước. Tăng cường mô-đun năng lượng để cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu của xe.

 

DENSO cho biết công ty sẽ tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ REVOSIC, đồng thời mở rộng ứng dụng sang xe điện, bao gồm cả xe điện hybrid và xe điện thuần túy, nhằm giúp xây dựng một xã hội ít carbon.

 

Gần đây, DENSO đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí rằng chất bán dẫn điện giống như cơ bắp của cơ thể con người. Nó di chuyển các bộ phận như bộ biến tần và động cơ (tay chân) dựa trên lệnh từ ECU (bộ não). Chất bán dẫn điện điển hình được sử dụng trong các sản phẩm ô tô được làm bằng silicon (Si). Ngược lại, cacbua silic có hiệu suất vượt trội trong môi trường nhiệt độ cao, tần số cao và điện áp cao, giúp giảm đáng kể tổn thất điện năng, kích thước và trọng lượng của biến tần. Vì vậy, các thiết bị SiC đã nhận được sự chú ý vì khả năng tăng tốc quá trình điện khí hóa phương tiện.

 

Denso chỉ ra rằng mô-đun tăng cường năng lượng sử dụng chất bán dẫn năng lượng silicon cacbua của công ty có kích thước nhỏ hơn khoảng 30% và tổn thất điện năng ít hơn 70% so với các sản phẩm thông thường sử dụng chất bán dẫn năng lượng silicon. Điều này cho phép tạo ra các sản phẩm nhỏ hơn và cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu của xe.

 

Các kỹ sư của Denso cũng cho biết, so với silicon, silicon Carbide có điện trở thấp nên dòng điện chạy qua dễ dàng hơn. Do đặc điểm này, một thiết bị SiC nguyên mẫu đã bị hỏng do dòng điện tăng đột ngột. Để đạt được mục tiêu này, sự hợp tác giữa nhiều bộ phận của Denso đã thảo luận về cách tận dụng tối đa hiệu suất tổn thất thấp của SiC đồng thời ngăn ngừa hư hỏng cho các thiết bị trên thị trường và giải quyết vấn đề bằng một ý tưởng mà bộ phận của chúng tôi không thể nghĩ ra một mình: sử dụng IC điều khiển đặc biệt để cắt dòng điện ở tốc độ cao.

 

Bằng sáng chế cacbua silic: Denso đứng thứ năm

 

Theo báo cáo của Nikkei, các công ty Nhật Bản và Mỹ đã độc quyền 5 bằng sáng chế hàng đầu liên quan đến silicon Carbide (SiC), một loại vật liệu bán dẫn thế hệ mới. Theo số liệu thống kê của Công ty Kết quả Bằng sáng chế Nhật Bản, công ty tham gia phân tích bằng sáng chế, Cree của Hoa Kỳ, công ty liên quan đến chất nền bán dẫn cacbua silic, đứng đầu, tiếp theo là các công ty Nhật Bản như Roma và Sumitomo Electric Industries.

Điểm số được tính theo khối lượng và sự chú ý, dựa trên dữ liệu bằng sáng chế của Hoa Kỳ được công bố tính đến ngày 29 tháng XNUMX. Cacbua silic được sử dụng thay thế cho vật liệu nền bán dẫn silicon hiện có, góp phần cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng của chất bán dẫn điện. Trong các lĩnh vực như xe điện thuần túy (EV) và bộ biến tần cho hệ thống phát điện quang điện, phạm vi ứng dụng của cacbua silic không ngừng mở rộng. Trong một xã hội đã khử cacbon, nhu cầu dự kiến ​​sẽ mở rộng.

 

 Phân tích của Kết quả Bằng sáng chế cho thấy Cree, đứng đầu, có lợi thế về chất nền cacbua silic và bằng sáng chế kết tinh. Số 2 Roma và số 5 Denso có lợi thế trong việc giảm tổn thất điện năng, số 3 Sumitomo Electric có cấu trúc tinh thể bền hơn silicon Carbide, còn số 4 Mitsubishi Electric có lợi thế về cấu trúc thiết bị bán dẫn.

DENSO có mục tiêu lớn hơn

Năm 2019, Toyota và Denso cùng công bố liên doanh mới. Công ty mới chủ yếu phát triển công nghệ bán dẫn ô tô thế hệ tiếp theo. Họ đặt mục tiêu vào gali oxit và kim cương, những chất bán dẫn điện có thể thách thức SiC (silicon cacbua) và GaN (gallium nitride).

Thông qua nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc cơ bản và công nghệ xử lý sản phẩm, liên doanh mới sẽ tập trung phát triển các công nghệ tiên tiến mang tính tiên tiến cho các linh kiện điện tử như mô-đun điện cho xe điện hay cảm biến giám sát ngoại vi cho xe tự hành.

Là một trong số ít nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) trên thế giới có thể sản xuất IGBT, Toyota đã hợp tác sâu rộng với Fuji Electric, Mitsubishi Electric và Denso. Denso, nắm giữ cổ phần tại Infineon, hợp tác với FLOSFIA, một công ty khởi nghiệp công nghệ do Đại học Kyoto thành lập, để tăng cường phát triển và ứng dụng các sản phẩm bán dẫn ô tô. Tất cả đều đang đầu tư và phát triển một thế hệ thiết bị bán dẫn công suất mới nhằm giảm chi phí và kích thước của các mô-đun công suất cho xe điện.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Liên minh đổi mới công nghệ bán dẫn băng thông rộng". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không thể hiện quan điểm của Sắc Micro và ngành. Nó chỉ dành cho việc in lại và chia sẻ, đồng thời hỗ trợ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng cho biết khi in lại. Nguồn gốc và tác giả, nếu có bất kỳ vi phạm nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.