أعلنت شركة Sanken Electric في 18 أغسطس 2026 تطوير وحدة قدرة تعتمد على ترانزستورات 3D SiC-MOSFET بالتعاون مع جامعة توهوكو، في خطوة تستهدف تقليص الحجم الإجمالي لوحدة القدرة في المركبات الكهربائية إلى نحو النصف. ونشرت MONOist تفاصيل التطوير في 20 أغسطس 2026.
يركز التعاون على أحد التحديات الهندسية المرتبطة بأنظمة المركبات الكهربائية: رفع كثافة القدرة مع تقليل الوزن والحجم والمساحة التي تشغلها مكونات مثل العاكس. وتزداد أهمية ذلك في وحدات القدرة التي تتحكم في تشغيل المحرك، إذ يتطلب تصغير النظام التعامل في الوقت نفسه مع الحرارة الناتجة عن التشغيل ومع موثوقية توصيل مكونات القدرة.
تصميم ثلاثي الأبعاد لوحدة القدرة
بدأت Sanken Electric وجامعة توهوكو التعاون البحثي في يناير 2025، وشاركت الشركة في مراحل بناء تصميم الوحدة، مستفيدة من خبرتها بصفتها مورداً لمواد أشباه الموصلات. وأسفر العمل عن تصميم لوحدة 3D SiC-MOSFET يختلف عن البنية التقليدية التي تستخدم ركائز سيراميكية لتركيب مكونات القدرة.
يعتمد التصميم الجديد على ترتيب مكونات الوحدة بطريقة ثلاثية الأبعاد، بما يساعد على تقليل المسافات الداخلية والاستفادة بصورة أكبر من الحيز المتاح. ووفق الشركة، يمكن لهذا النهج خفض حجم جسم وحدة القدرة إلى نحو النصف مقارنة بالبنية السابقة، مع توفير أساس لتطوير وحدات أصغر للمركبات الكهربائية.
إدارة الحرارة وتحسين التوصيلات
يتضمن التطوير استخدام مادة واجهة حرارية TIM للربط بين الوحدة ووسيلة التبريد. وتستهدف المادة خفض المقاومة الحرارية وتحسين موثوقية الاتصال مع نظام التبريد، وهي نقطة مهمة في وحدات SiC-MOSFET التي تعمل مع كثافة قدرة مرتفعة.
كما طورت Sanken Electric مادة ربط جديدة تعتمد على تكنولوجيا الربط بأشباه الموصلات، وتتيح تنفيذ التوصيلات عند درجات حرارة أقل من تلك المطلوبة في طرق الربط التقليدية. وتشير الشركة إلى أن هذه التقنية تساعد على تقليل التشوه أو الالتواء الناتج عن الحرارة، وتسمح بتنفيذ توصيلات دقيقة، بما في ذلك توصيلات بعرض يقل عن 100 ميكرومتر.
لماذا يهم هذا التطور؟
تأتي أهمية التصميم من جمعه بين تقليل الحجم ومعالجة متطلبات التبريد والتوصيل داخل وحدة واحدة. فبدلاً من النظر إلى تصغير وحدة القدرة باعتباره تقليلاً لأبعاد الغلاف فقط، يعيد التصميم ترتيب مكونات القدرة ومساراتها ومواد ربطها. وقد يتيح ذلك استخدام المساحة داخل أنظمة المركبات الكهربائية بكفاءة أكبر، إلا أن المادة المنشورة لا تتضمن معلومات عن بدء الإنتاج التجاري أو المركبات التي ستستخدم الوحدة.
يمثل الإعلان نتيجة بحث وتطوير مشتركة، وليس إعلاناً عن طرح منتج متاح في السوق. كما لم تُذكر في المادة تفاصيل عن السعر أو جدول التوريد أو مواصفات كهربائية كاملة للوحدة.