لقد أمنت Vitesco Technologies قدرات كبيرة من الناحية الإستراتيجية في أشباه موصلات الطاقة بكربيد السيليكون الموفرة للطاقة من خلال شراكة توريد طويلة الأجل مع ROHM Semiconductor. تقدر قيمة الشراكة بأكثر من مليار دولار أمريكي حتى عام 2030. وقد أنشأت شراكة التطوير مع الشركة المصنعة ROHM ، والتي بدأت في عام 2020 ، الأساس لشراكة التوريد الموقعة الآن في ريغنسبورغ. سيشتري عميلان محولات متطورة من Vitesco Technologies مع شرائح ROHM SiC المدمجة لاستخدامها في مجموعات نقل الحركة في السيارات الكهربائية. في وقت مبكر من عام 2024 ، ستبدأ Vitesco Technologies في تقديم مشروع سلسلة أولى. وبالتالي ، فإن العمل يسبق الجدول الزمني المستهدف أصلاً.
في مقابلة مع Power Electronics News ، قال Wolfram Harnack (الشكل 1) ، رئيس ROHM Semiconductor Europe ، إنه في سياق التعاون ، تعمل ROHM و Vitesco Technologies على إنشاء نظام كامل من العاكس والمحرك لتحديد أفضل مزيج من تقنية الجهاز واستراتيجية التبديل.
وأضاف أن الفرق ستواصل العمل على حلول العاكس 800V SiC ودعم الكفاءة والشحن السريع للسيارات الكهربائية من خلال SiC. “فيما يتعلق بأجهزة ROHM SiC ، ستقلل ROHM المقاومة بنسبة 30 بالمائة من الجيل الرابع إلى الجيل الخامس ومن الجيل الخامس إلى الجيل السادس من SiC MOSFET. كما تقوم شركة ROHM بتطوير رقائق بقطر 200 مم بهدف زيادة عدد القوالب وتوسيع حجم الإنتاج “، قال هارناك.
أشباه موصلات الطاقة كربيد السيليكون
كان السيليكون مادة أشباه الموصلات المفضلة للأجهزة المستخدمة في محولات الطاقة الإلكترونية في جميع أنحاء العالم لفترة طويلة من الوقت. ومع ذلك ، قدم إدخال كربيد السيليكون في عام 1991 خيارًا لتقليل الاعتماد على السيليكون. ينتمي كربيد السيليكون إلى ما يسمى بأشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة العريضة ، والتي تتيح مقاومة كهربائية أقل وشرائح تحويل سريعة ومنخفضة الفقد لإلكترونيات الطاقة. مع تيار تسرب أصغر وفجوة نطاق أكبر ، يمكن لأشباه موصلات الطاقة القائمة على SiC أن تعمل عبر نطاق درجة حرارة أوسع دون الفشل أو فقدان الكفاءة. هذا أشباه الموصلات خامل كيميائيًا ، مما يساهم في زيادة استخدام SiC في إلكترونيات الطاقة.
تتيح أجهزة SiC إمكانية تصميم إلكترونيات طاقة فعالة بشكل خاص ، مثل تلك المطلوبة لمحولات السيارات الكهربائية. رقائق SiC هي تقنية مهمة ، خاصة للتطبيقات عالية الجهد والسيارات ذات متطلبات النطاق الصارمة والكفاءات العامة الجيدة. تم تحسين رقائق SiC ذات الصلة للاستخدام في محولات السيارات بدءًا من عام 2024 أثناء علاقة التطوير المستمرة مع ROHM.
“تعتبر كفاءة الطاقة ذات أهمية قصوى داخل السيارة الكهربائية. نظرًا لأن بطارية الجر هي مصدر الطاقة الوحيد داخل السيارة ، فيجب تقليل أي خسائر ناتجة عن تحويل الطاقة. قللت إلكترونيات SiC من خسائر التحويل مقارنةً بالسيليكون التقليدي (Si). خاصة عند مستويات الجهد العالي مثل 800 فولت ، تكون محولات SiC أكثر كفاءة من موديلات Si. قال ولفرام هارناك إن انخفاض خسائر التحويل في العاكس مهم بالنسبة للكفاءة الكلية للقيادة الكهربائية وبالتالي بالنسبة للمدى.
تُستخدم أجهزة SiC على نطاق واسع في صناعة السيارات ، لا سيما في إنتاج السيارات الكهربائية والمركبات الهجينة الموصولة بالكهرباء. يجب أن تزيد أنظمة الطاقة للجيل المستقبلي من السيارات الكهربائية من كفاءة السيارة (مما يؤدي إلى زيادة النطاق) وسرعة إعادة شحن البطارية.
أحد المكونات الأساسية للإجابة على هذه المشكلات هو محولات SiC. يمكن أن يحقق العاكس المعتمد على SiC كفاءة تصل إلى 99٪ ، مقارنة بكفاءة العاكس التقليدي بنسبة 97٪ إلى 98٪ في نقل الطاقة من البطارية إلى المحرك. من المهم التأكيد على كيفية تأثير زيادة منزلة واحدة أو عشريتين في الاقتصاد في استهلاك الوقود بشكل كبير على السيارة.
ينتج استقرار الخصائص الميكانيكية والكيميائية والحرارية ل SiC عن اتصالها الفيزيائي القوي. ومع ذلك ، فإن عملية إنشاء رقائق SiC تمثل تحديًا. ليست كل الرقاقات مناسبة للسلع النهائية مثل الثنائيات و MOSFETs.
نتيجة لذلك ، بينما تبذل الصناعة جهودًا كبيرة لإنتاج رقائق بقطر 200 مم ، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لتعزيز واتقان تقنية رقائق بقطر 150 مم.
لقد تحولت الصناعة بالفعل إلى رقاقات SiC ذات قطر أكبر ، حتى إذا كانت بعض المشكلات لا تزال بحاجة إلى حل قبل أن تصبح رقائق 200 مم شائعة. يعد إنتاج رقائق SiC أصعب بشكل أساسي من رقاقات السيليكون من نفس الحجم.
اكتشاف المزيد من مجلة الإخلاص
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
