Att kiselkarbid, SiC, är ett utmärkt krafthalvledarmaterial för tillämpningar med krav på hög temperaturtålighet, elektrisk robusthet och låga switchförluster är något som entusiasterna länge påpekat. Men industrin har förhållit sig relativt kallsinnig, och krävt färdigare produkter med tydligare prestandaspecifikationer för att över huvud taget vilja utvärdera SiC-komponenter.

Excellenscenter önskas Det finns flera starka aktörer inom kiselkarbid i Sverige, som Transic, Acreo, Norstel, KTH, LiTH, Chalmers, LTH och partner till alla dessa, som kan mycket inom komponenter, moduler, material, epitaxi och liknande. Men det finns alltjämt ett gap till industrin, och vad industrin kräver är inte helt klart. – Vi måste överbrygga det gapet. Jag skulle vilja se ett Center of Excellence inom kiselkarbid, med alla de här aktörerna som medverkande, plus industriföretagen, och med finansiering av Vinnova och Energimyndigheten, sa Adolf Schöner på Acreo. Han föreslog två fokusområden för ett sådant center – komponenter för 1200 V och 100–300 A för bilelektronik och komponenter för över 5000 V och så många A som möjligt, för tågtrafik och energidistribution. – Centret måste vara marknadsdrivet. Vad vi behöver är mer input från industrin, konstaterade han.

Nu verkar dock materialet ha mognat så mycket att industrin ändrat sig. Den heldagskonferens om kiselkarbid som industriforskningsinstitutet Acreo anordnade igår lockade rekordmycket folk, omkring 120 personer, varav uppskattningsvis hälften från industrin. Och när industrirepresentanterna fick komma till tals så var tonfallet klart positivt. De dubier som funnits har flyttats från forskningsfrågor till industrialiserings- och ingenjörsfrågor. Mest positiv var Lasse Rydén från Volvos utvecklingsbolag.

– Bilindustrin brukar bara specificera funktionskrav, i undantagsfall specificerar vi tekniska lösningar. Det händer nästan aldrig att vi specificerar enskilda komponenter. Och att vi hänger på låset till transistorfabriken innan den ens har öppnat – det har aldrig hänt. Men nu gör vi det, sa han.

– Vi hoppas att kiselkarbidkomponenter snart kan ersätta de IGBT:er vi använder idag. Vi behöver något som hanterar switchförlusterna vid höga frekvenser. Men vi måste ha data på tillförlitlighet och vara säkra på att vi får ner systemkostnaden, sa Martin Svensson på Esab.

– Vi skulle vilja kunna göra mindre omvandlare, särskilt till den HVDC-länk vi nu ska bygga mellan Dublin och Liverpool. Det går att göra med SiC, sa Heinz Lendemann på ABB Corporate Research.

Han konstaterade att ABB avslutade sin kiselkarbidsatsning 2001 eftersom man då inte såg att tillförlitlighetsproblemen kunde lösas inom 3–5 år. Nu, åtta år senare, har utvecklingen gått vidare utan ABB, och företaget kommer att bli stor SiC-köpare av allt att döma.

– Vi är glada över framstegen. Tillförlitlighet och kostnad är alltjämt frågetecken, men vi ser fram emot att kunna använda dessa komponenter, sa han.

Ola Aglén på franska Actias svenska utvecklingsavdelning, som gör styrenheter för bränsleinsprutning och växellådor i fordon, var inte riktigt lika optimistisk.

– Till våra styrenheter för hybridfordon behöver vi SiC-komponenter för 1200 V och 20 A på högspänningssidan och 200 V och 200 A på lågspänningssidan. Vi tror inte de komponenterna finns ännu. Vi efterlyser mer kvalitetsdata, i synnerhet för mekaniska påkänningar som chock och vibrationer, sa han.

– Kapslingen måste också förbättras. Men det får inte ske med miljöfarliga ämnen – om något innehåller bly, kadmium, kvicksilver, CFC-föreningar eller asbest går det inte att sälja till bilindustrin, påpekade han också.

Mikael Östling, som förutom att vara professor på KTH även grundat företaget Transic som gör just kiselkarbidkomponenter, tycker att kraven som ställdes var rimliga, även om några är svåra att uppnå.

– Kapslingen är inget större problem, det är ingenjörsarbete som behöver göras och där samarbetar Transic med professionella kapslingshus. Det krävs lite nya materialkombinationer, men det är samma sak för all ny kraftelektronik och inte svårare för kiselkarbid än för kisel, säger han.

Att få fram tillförlitlighetsdata är dock inte lika lätt.

– Vi är inte där än. Det börjar komma fram bra data, inte minst från Cree i USA, och det ser ut som om kiselkarbid är minst lika tillförlitligt som kisel. Men jag förstår industrin – det är en sak att uppfylla en kravspec vad gäller prestanda och något helt annat att kunna leverera en produkt med fullfjädrad kvalitetssäkring, säger han.

De volymer Transic börjat leverera är inte särskilt stora, det handlar mest om provexemplar. Men volymproduktion är inte långt borta, indikerar Östling.

– Vi har vuxit kraftigt senaste halvåret och är nu nio personer. Och vi har kunder som verkar vara intresserade av att ta den risk det innebär att satsa på ny teknik som vår, säger han.

Än så länge kan inte Transic leva på försäljningen. Men att nå dit är klart realistiskt, säger Mikael Östling, även om han inte vill ange ett mål för när intäkterna skulle överstiga utgifterna. Någon ny vd efter avgångne Bo Andersson är inte heller klar.

– Men det ser postivt ut på alla fronterna, säger han.