DENSO contribuye a una sociedad descarbonizada al proporcionar semiconductores de potencia de SiC

TOKIO, 02 de noviembre de 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation ha estado contribuyendo a difundir el uso de vehículos eléctricos, ampliar su kilometraje y reducir las emisiones de CO2 de los vehículos mediante el desarrollo de semiconductores de potencia de SiC (carburo de silicio), que incorporan estructuras patentadas de DENSO. y tecnologías de procesamiento, y usándolos en sus productos para vehículos.

Tarjeta de potencia SiC

Módulo de potencia de refuerzo

Un semiconductor de potencia es como los músculos del cuerpo humano. Mueve componentes, como inversores y motores (extremidades), según los comandos de una ECU (cerebro). Los semiconductores de potencia típicos que se utilizan en los productos para vehículos están hechos de silicio (Si). En comparación, SiC ofrece un rendimiento superior en entornos de alta temperatura, alta frecuencia y alto voltaje, y ayuda a reducir significativamente la pérdida de energía, el tamaño y el peso de los inversores. Así, los dispositivos de SiC han llamado la atención porque aceleran la electrificación de los vehículos.

Por ejemplo, un módulo de potencia de refuerzo, que incorpora el semiconductor de potencia SiC de DENSO, tiene un volumen aproximadamente un 30 % más pequeño con un 70 % menos de pérdida de potencia que un producto convencional con un semiconductor de potencia Si. Como resultado, los productos se han hecho más pequeños y se ha mejorado la eficiencia del combustible del vehículo.

DENSO llama a estas tecnologías de SiC “REVOSIC”, transmitiendo la idea de realizar “cambios” en la sociedad a través de tecnologías innovadoras. La compañía ha estado desarrollando una amplia gama de tecnologías, desde obleas hasta módulos de potencia, y continuará con la I+D en tecnologías REVOSIC SiC y difundirá su uso en vehículos eléctricos para ayudar a lograr una sociedad descarbonizada.

Introducción de los desarrolladores

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Ing. de módulo de potencia. división

Estuve a cargo de determinar las especificaciones del semiconductor de potencia SiC con el departamento de diseño del módulo de potencia y diseñar la estructura del dispositivo en base a las especificaciones. El SiC tiene una resistencia baja en comparación con el Si, por lo que la corriente eléctrica puede fluir más fácilmente. Debido a esta propiedad, un prototipo de dispositivo de SiC resultó dañado por un aumento repentino de una gran corriente eléctrica. Colaboramos con otros departamentos para discutir cómo prevenir daños a los dispositivos en el mercado mientras aprovechamos al máximo el rendimiento de baja pérdida de SiC, y el problema se resolvió con una idea que nuestro departamento no podría tener solo: alta velocidad corte de la corriente eléctrica mediante un controlador especial IC.

Por ahora, pocos productos están equipados con SiC, pero a medida que se extiendan los vehículos eléctricos, aumentaremos el número de productos con SiC y así reduciremos las emisiones de CO2.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Ing. del módulo de potencia. división

Estuve a cargo del diseño de procesos para la fabricación de dispositivos semiconductores de potencia de SiC. La dureza del SiC solo es superada por la del diamante, por lo que es más difícil de procesar que el Si. Luché por diseñar un proceso de producción en masa que pudiera tratar de manera estable con microestructuras de menos de un micrómetro. DENSO ha estado investigando SiC durante muchos años, por lo que hay muchos predecesores y empleados de alto nivel. Para resolver este problema con SiC, hablé con frecuencia con los empleados senior para aprender de su experiencia y conocimientos, y también aproveché al máximo las tecnologías existentes. Esto hizo posible la comercialización del producto.

Espero mejorar aún más el rendimiento y la calidad del dispositivo y reducir su costo para que el SiC pueda usarse en muchos más productos.

Satoru Sugita / Design Dept. 2, Power Module Eng. división

Yo estaba a cargo del diseño de montaje. Fui responsable de determinar los requisitos para garantizar la confiabilidad (por ejemplo, materiales, dimensiones, condiciones de procesamiento) necesarios para instalar semiconductores de potencia de SiC en tarjetas de potencia. En el proceso de diseño, se produjeron defectos de montaje debido al alto módulo de Young* (aproximadamente el triple del Si), que es una de las características de los materiales SiC. Tales defectos no ocurrieron cuando se usó Si. Para hacer frente a este fenómeno sin precedentes, fue necesario pensar lateralmente, más allá de las ideas convencionales. Para comprender con precisión el problema, traje un departamento interno especializado y fabricantes externos de instrumentos de análisis para recopilar diferentes puntos de vista y realizar verificaciones genchi-genbutsu en el sitio. Esto ayudó a resolver el problema y a reflejar los hallazgos en los requisitos de diseño.

Espero contribuir al uso de vehículos eléctricos y ayudar a crear una sociedad descarbonizada animando a muchos clientes a instalar semiconductores de potencia de SiC en varios productos.

*Módulo de Young: Un valor numérico que representa la dureza de un material. También se le conoce como coeficiente de elasticidad.

Fuente: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/70658/3/