About / Advertise
För knappt två år sedan var Powerchip, ABBs kraftdioder i kiselkarbid, redo att lämna labbet. Då upptäckte man att komponenten snabbt försämras under drift, ett problem som man fortfarande inte kommit till rätta med.
- Jag är helt övertygad om att vi hittar en lösning inom en ganska snar framtid, säger Per Skytt på ABB som leder kiselkarbidprojektet sedan ett år.
Han vill dock inte ge en prognos på när problemet, som upptäcktes för drygt ett och ett halvt år sedan, kan vara löst.
- Problemet har med materialet och med processningen av komponenten att göra.
Men Per Skytt vill inte gå in på några detaljer.
- Det var när vi provade kiselkarbiddioderna i en av ABBs försöksanläggningar som vi såg att förlusterna ökade efter en tid.
Enligt vad Elektroniktidningen erfar har man ringat in problemet så långt som att det är diffusion av väteatomer i materialet som försämrar egenskaperna.
För att lösa problemet har man fått ta ett steg tillbaka och ta en ny titt på de fundamentala egenskaperna.
- Vi har fått god hjälp av forskarna på KTH och i Linköping när det gäller den teoretiska förståelsen men det är upp till oss att lösa problemet, säger Per Skytt.
Men arbetet är inte bara inriktat på att lösa akuta problem, man försöker också minska spridningen i processen. Det är viktigt när man ska parallellkoppla flera dioder. Spridningen måste ligga under 10 procent annars går större delen av strömmen genom en av de parallellkopplade dioderna som då blir för varm.
- Vi har diodmoduler som klarar 400 A och 2,5 kV till 5 kV.
Själva dioderna är upp till 10 ¥ 10 mm. De är alltså betydligt större än de scottkydioder i kiselkarbid som Infineon lanserade för några veckor sedan. Infineons komponenter är 1 ¥ 1 mm respektive 2 ¥ 2 mm enligt Per Skytt. De klarar 600 V (4 A och 6 A) respektive 300 V (10 A and 2 ¥ 10 A). Komponenterna har lägre förluster än motsvarande i kisel och kan till exempel ge effektivare nätaggregat.
Ett annat område som driver på utvecklingen av kiselkarbid är blå och vita lysdioder.
- Det är det största användningsområdet idag för kiselkarbidsubstrat, säger Per Skytt.
På gränsen till genombrott ligger också mikrovågstransistorer men alla dessa komponenter är betydligt mindre ytmässigt än ABBs kraftdioder.
- ökad efterfrågan på kiselkarbidsubstrat är bra för oss. Det leder till större skivor med färre defekter och därmed ett lägre pris.
Förhoppningsvis kan ABB dra nytta av den utvecklingen inom kort. För frågan är hur länge projektet, som är en av koncernens största forskningssatsningar för närvarande, kan fortgå utan att producera kommersiellt användbara produkter?
Han vill dock inte ge en prognos på när problemet, som upptäcktes för drygt ett och ett halvt år sedan, kan vara löst.
- Problemet har med materialet och med processningen av komponenten att göra.
Men Per Skytt vill inte gå in på några detaljer.
- Det var när vi provade kiselkarbiddioderna i en av ABBs försöksanläggningar som vi såg att förlusterna ökade efter en tid.
Enligt vad Elektroniktidningen erfar har man ringat in problemet så långt som att det är diffusion av väteatomer i materialet som försämrar egenskaperna.
För att lösa problemet har man fått ta ett steg tillbaka och ta en ny titt på de fundamentala egenskaperna.
- Vi har fått god hjälp av forskarna på KTH och i Linköping när det gäller den teoretiska förståelsen men det är upp till oss att lösa problemet, säger Per Skytt.
Men arbetet är inte bara inriktat på att lösa akuta problem, man försöker också minska spridningen i processen. Det är viktigt när man ska parallellkoppla flera dioder. Spridningen måste ligga under 10 procent annars går större delen av strömmen genom en av de parallellkopplade dioderna som då blir för varm.
- Vi har diodmoduler som klarar 400 A och 2,5 kV till 5 kV.
Själva dioderna är upp till 10 ¥ 10 mm. De är alltså betydligt större än de scottkydioder i kiselkarbid som Infineon lanserade för några veckor sedan. Infineons komponenter är 1 ¥ 1 mm respektive 2 ¥ 2 mm enligt Per Skytt. De klarar 600 V (4 A och 6 A) respektive 300 V (10 A and 2 ¥ 10 A). Komponenterna har lägre förluster än motsvarande i kisel och kan till exempel ge effektivare nätaggregat.
Ett annat område som driver på utvecklingen av kiselkarbid är blå och vita lysdioder.
- Det är det största användningsområdet idag för kiselkarbidsubstrat, säger Per Skytt.
På gränsen till genombrott ligger också mikrovågstransistorer men alla dessa komponenter är betydligt mindre ytmässigt än ABBs kraftdioder.
- ökad efterfrågan på kiselkarbidsubstrat är bra för oss. Det leder till större skivor med färre defekter och därmed ett lägre pris.
Förhoppningsvis kan ABB dra nytta av den utvecklingen inom kort. För frågan är hur länge projektet, som är en av koncernens största forskningssatsningar för närvarande, kan fortgå utan att producera kommersiellt användbara produkter?
Per Henricsson
