Acreo AB har tecknat ett avtal med Denso Corporation för att ta fram en mycket effektiv så kallad “normally-off- krafttransistor".

Teknologin är utvecklad vid Denso för framtidens elbilar, och skall nu utvärderas i andra applikationer. Transistorerna tillverkas i kiselkarbid (SiC) och konstruktionen är baserad på innovativa material och processteknologi som finns hos båda parter.

Första komponenten som tas fram är en krafttransistor för användning vid 1200 V och med en märkström på upp till 50 A. Transistorn är en spänningsstyrd brytare av typen JFET (Junction Field Effect Transistor). Konstruktionen, som bygger på avancerad epitaxiell odling av kiselkarbid, gör att komponenten fungerar i så kallad “normally-off”-mod vilket ska förenkla konstruktionen av styrkretsar.

Denso utvecklar teknologi för framställning av högkvalitativa kiselkarbidsubstrat, transistorer och kraftmoduler sedan mer än 10 år. JFET-konceptet, som bygger helt på epitaxi, har konstruerats och testats av Denso för strömmar på över 50 A.

Acreo har bidragit med epitaxiprocessen vid tillverkningen. Acreo har mer än 15 års erfarenhet av att utveckla teknologin för epitaxiell odling av kiselkarbid och att integrera dessa med innovativa tillverkningsprocesser.

Processteknologin för JFET kommer att implementeras i Acreos processlina vid Electrumlaboratoriet i Kista i Stockholm och tillverkningen av komponenter startar senare i höst. Enligt planerna kommer kapslade JFET-komponenter finnas tillgängliga för systemutvärdering i början av 2011. Tilltänkta applikationer är bland annat DC-DC omvandlare, batteriladdare och solcellsanläggningar. Teknologin kan i framtiden även komma att möjliggöra robust kraftelektronik för användning vid höga temperaturer i fordon, enligt ett pressmeddelande.

Samarbetet med Denso för tillverkning av “normally-off” SiC-JFET-baserade kraft-komponenter är resultat av ett gemensamt forskningsarbete under 5 år kring materialteknologi för kiselkarbid. Den nya överenskommelsen inkluderar överföring av Densos JFET teknologi till Acreo och stöds av Verket för innovationssystem (Vinnova) och Invest in Sweden Agency (ISA), Japan.

”Genom att kombinera båda parters kompetens och erfarenhet av forskning och utveckling av kiselkarbidteknologin, samt kunskap om konstruktionen och processning av krafthalvledare, kommer framtagandet av högpresterande och effektiva kiselkarbid JFET-komponenter bli möjligt. Dessa kiselkarbidkomponenter kommer att bidra till att förändra kraftelektroniken och leda till mindre, lättare och mer effektiva kraftsystem. Jämfört med konventionell kiselteknologi kommer man att kunna minska storlek och vikt med minst en faktor 6, utan att behöva kompromissa på energieffektivitet”.

– Denna överenskommelse tar vår verksamhet till en ny betydelsefull fas, och möjliggör för oss att utvärdera den nya teknologin i riktiga och krävande tillämpningar. Nästa generations kraftelektronikkomponenter görs härmed direkt tillgängliga till svenska systemföretag, säger vd Mårten Armgarth, på Acreo.

– Det är dags att undersöka potentialen för de energieffektiva kiselkarbid-kraftkomponenterna i applikationer utanför fordonsområdet. Detta samarbete kommer att hjälpa oss att upptäcka nya affärsområden i Europa, sager Hikaru Sugi, Senior Managing Director för Engineering Research & Development Center på Denso .

Filed under: SvenskTeknik