Högtemperaturkraftelektroniksystem med SiC IC – HOTSIC
- Diarienummer
- RE10-0011
- Start- och slutdatum
- 110301-161231
- Beviljat belopp
- 23 676 841 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Huvudmålet med detta projekt är att demonstrera elektroniska kraft- och sensor-system vid 600 ° C med hjälp av integrerade kretsar i kiselkarbid (SiC), samt påvisa dess strålningstålighet. Detat gyllene tillfället att använda elektronik vid betydligt högre temperaturer än möjligt med befintlig kiselteknik öppnar för helt nya systemtillämpningar inom områden där Sverige har starka industriella intressen. Med vår erfarenhet sedan 1992 inom kiselkarbidområdet, vet vi att vi kan göra integrerade kretsar och på lång sikt moduler och system för användning i tuffa miljöer. Potentiella tillämpningar finns inom minst sex områden: Olje- och gas-borrning Industriell motorstyrning Bilelektronik Flygelektronik Utforskning av rymden Kärnenergi Två demonstratorer för teknologitransfer: Kraftdemonstrator En DC/DC eller DC/AC-omvandlare, som innehåller en eller flera transistorer med frihjulsdioder och styrkretsar, kommer att integreras i en modul för hög temperaturtestning. Transistorer och dioder har tidigare gjorts på KTH, men kommer att behöva metallisering och passiveringsteknik för höga temperaturer. Sensordemonstrator En kiselkarbid-gassensor kommer att integreras i en kapsel med en IC som innehåller förstärkare och analog till digital omvandlare för att enkelt koppla till styrsystem och säkerställa ett högt signal/brusförhållande. Kontakt- och passiverings-teknik för hög temperatur, och möjligen strålningsrik miljö, kommer att vara nyckeln till framgång.
Populärvetenskaplig beskrivning
I detta projekt tänker vi visa att det är möjligt att göra elektronik som fungerar upp till 600 grader. Kiselelektronik är begränsad till ca 300 grader, men med kiselkarbid (SiC) finns inte denna begränsing. Kiselkarbid tål dessutom mer strålning än kisel. Vi har arbetat med kiselkarbidkomponenter i snart 20 år, och nu är det dags att göra integrerade kretsar och system i detta material. Många systemtillämpningar för svensk industri skulle öppna sig om vi är framgångsrika. Tillämpningar vid höga temperaturer finns inom minst sex områden: Olje- och gas-borrning Industriell motorstyrningar Bilelektronik Flygelektronik Utforskning av rymden Kärnenergi De sista tre kan dessutom dra fördelen av strålningståligheten. Vi tänker bygga två olika typer av demonstratorer för att föra över kunnandet till industrin. Kraftelektronikdemonstrator En spänningsomvandlare, som innehåller transistorer, dioder och styrkretsar, kommer att byggas ihop i en modul som kan testas vid höga temperaturer. Transistorer och dioder har gjorts tidigare på KTH, men projektet kommer att utveckla metalliserings- och passiveringsteknik för höga temperaturer. Samarbetspartner är TranSiC, http://www.transic.se Sensordemonstrator En kiselkarbidgassensor kommer att byggas in i en kapsel med en integrerad krets som innehåller förstärkare. Med denna tillämpning kan förbränningen styras i tex en bilmotor. Kontakt- och passiverings-teknik för hög temperatur, och möjligen strålningsrik miljö, kommer att vara nyckeln till framgång. Samarbetspartner är SenSiC, http://www.sensic.se