DENSO contribue à une société décarbonée en fournissant des semi-conducteurs de puissance SiC

TOKYO, 02 novembre 2021 - (JCN Newswire) - DENSO Corporation a contribué à la diffusion de l'utilisation des véhicules électriques, à l'allongement de leur kilométrage et à la réduction des émissions de CO2 des véhicules en développant des semi-conducteurs de puissance SiC (carbure de silicium), qui intègrent les structures exclusives de DENSO et technologies de traitement, et de les utiliser dans ses produits embarqués.

Carte de puissance SiC

Module de puissance d'appoint

Un semi-conducteur de puissance est comme les muscles du corps humain. Il déplace des composants, tels que des onduleurs et des moteurs (membres), en fonction des commandes d'un ECU (cerveau). Les semi-conducteurs de puissance typiques utilisés dans les produits embarqués sont fabriqués à partir de silicium (Si). En comparaison, le SiC offre des performances supérieures dans les environnements à haute température, haute fréquence et haute tension, et aide à réduire considérablement la perte de puissance, la taille et le poids des onduleurs. Ainsi, les dispositifs SiC ont retenu l'attention car ils accélèrent l'électrification des véhicules.

Par exemple, un module de puissance booster, qui intègre le semi-conducteur de puissance SiC de DENSO, est environ 30 % plus petit en volume avec 70 % de perte de puissance en moins qu'un produit conventionnel avec un semi-conducteur de puissance Si. En conséquence, les produits ont été rendus plus petits et l'efficacité énergétique des véhicules s'est améliorée.

DENSO appelle ces technologies SiC « REVOSIC », véhiculant l'idée d'apporter des « changements » dans la société grâce à des technologies innovantes. La société a développé une gamme complète de technologies allant des wafers aux modules de puissance, et poursuivra la R&D sur les technologies REVOSIC SiC et diffusera leur utilisation dans les véhicules électriques pour aider à réaliser une société décarbonée.

Présentation des développeurs

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Div.

J'étais en charge de déterminer les spécifications du semi-conducteur de puissance SiC avec le bureau d'études des modules de puissance et de concevoir la structure du dispositif en fonction des spécifications. Le SiC a une faible résistance par rapport au Si et le courant électrique peut donc circuler plus facilement. En raison de cette propriété, un prototype de dispositif SiC a été endommagé par une surtension soudaine d'un courant électrique important. Nous avons collaboré avec d'autres départements pour discuter de la manière d'éviter d'endommager les appareils sur le marché tout en tirant pleinement parti des performances à faible perte du SiC, et le problème a été résolu avec une idée que notre département ne pouvait pas proposer seul : le haut débit. coupure du courant électrique à l'aide d'un pilote IC spécial.

Pour l'instant, peu de produits sont équipés de SiC, mais à mesure que les véhicules électriques se répandront, nous augmenterons le nombre de produits avec du SiC et réduirons ainsi les émissions de CO2.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Div.

J'étais en charge de la conception du procédé de fabrication des dispositifs semi-conducteurs de puissance SiC. La dureté du SiC est juste derrière le diamant, il est donc plus difficile à traiter que le Si. J'ai eu du mal à concevoir un processus de production de masse capable de traiter de manière stable des microstructures de moins d'un micromètre. DENSO étudie le SiC depuis de nombreuses années, et il y a donc de nombreux prédécesseurs et employés seniors. Pour résoudre ce problème avec SiC, j'ai fréquemment discuté avec des cadres supérieurs pour apprendre de leur expérience et de leur savoir-faire, et j'ai également tiré pleinement parti des technologies existantes. Cela a permis de commercialiser le produit.

J'espère améliorer encore les performances et la qualité de l'appareil et réduire son coût afin que le SiC puisse être utilisé dans de nombreux autres produits.

Satoru Sugita / Département de conception 2, ingénieur du module d'alimentation. Div.

J'étais en charge de la conception du montage. J'étais chargé de déterminer les exigences de fiabilité (par exemple, les matériaux, les dimensions, les conditions de traitement) requises pour l'installation de semi-conducteurs de puissance SiC dans les cartes de puissance. Lors de la conception, des défauts de montage sont apparus en raison du module d'Young* élevé (environ le triple de celui du Si), qui est l'une des caractéristiques des matériaux SiC. De tels défauts ne se sont pas produits lorsque Si a été utilisé. Pour faire face à ce phénomène inédit, il a fallu penser latéralement, au-delà des idées reçues. Pour comprendre précisément le problème, j'ai fait appel à un service interne spécialisé et à des fabricants externes d'instruments d'analyse pour recueillir différents points de vue et effectuer des vérifications genchi-genbutsu sur place. Cela a permis de résoudre le problème et de refléter les résultats dans les exigences de conception.

J'espère contribuer à l'utilisation des véhicules électriques et aider à créer une société décarbonée en encourageant de nombreux clients à installer des semi-conducteurs de puissance SiC dans divers produits.

*Module d'Young : Une valeur numérique qui représente la dureté d'un matériau. Il est également connu sous le nom de coefficient d'élasticité.

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