De wereld staat aan de vooravond van een elektrische revolutie en de nieuwe productielijn voor kracht halfgeleiders bij Electrumlab, verbonden aan de Kungliga Tekniska Högskolan in Kista, speelt daarbij een cruciale rol. Naarmate de vraag naar energie-efficiënte oplossingen toeneemt, stijgt de behoefte aan geavanceerde halfgeleiders enorm.
In de moderne wereld zijn spanningsomvormers onmisbaar. Deze elektronische apparaten zijn in staat om gelijkspanning om te zetten in wisselspanning en vice versa, evenals het aanpassen van spanningsniveaus. Ze zijn aanwezig in alledaagse elektronica, batterijlader, elektrische voertuigen, zonne-energie-installaties en zelfs treinen. De toepassing van deze technologie draagt bij aan de efficiëntie in industriële machines, energiecentrales en in de toekomst mogelijk in fusie-energiecentrales.
Bij het opladen van elektrische vrachtauto’s met meerdere megawatt zijn krachtige halfgeleiders essentieel om de energiestromen te beheersen. Om Europa onafhankelijk te maken van Aziatische technologieën, heeft de EU in samenwerking met verschillende landen, waaronder Finland, Polen en Duitsland, een project genaamd Chips Joint Undertaking opgezet. Dit project heeft geleid tot de ontwikkeling van vier nieuwe productielijnen in Europa, met een totale investering van 1,67 miljard euro.
We spraken met professor Mikael Östling, die het project bij Electrumlab leidt, over deze baanbrekende ontwikkeling. “Onze productielijn, de ‘WBG Pilot Line voor kraftelektronik’, is de eerste in Zweden die in staat is om megawatt-class componenten te leveren, vervaardigd uit siliciumcarbide op schijven van 150 millimeter,” zegt hij. De verwachting is dat het proces eind dit jaar volledig operationeel zal zijn, wat de weg vrijmaakt voor grootschalige testen met de industrie en academische instellingen.
Innovatieve Productie en Toepassingen
De focus bij KTH ligt op siliciumcarbide, een materiaal dat helpt bij het ontwikkelen van transistors die hoge temperaturen, stromen en spanningen kunnen weerstaan. Dit stelt producenten in staat om zeer efficiënte energieconversiesystemen te creëren, wat cruciaal is voor megawatt-toepassingen. De eigenschappen van materialen met een groot bandgap maken het mogelijk om de elektrische weerstand te optimaliseren zonder dat dit ten koste gaat van de spanning.
Zweden gaat voorop in de ontwikkeling van krachtige halfgeleiders en de samenwerking met universiteiten, zoals Lunds Universiteit en Chalmers, versterkt deze positie. Het is opmerkelijk dat Zweden, hoewel misschien niet algemeen erkend, een belangrijke speler is in de productie van halfgeleiders met concurrentie vanuit landen zoals China.
Een Groene Toekomst
De ontwikkeling van nieuwe, hoog-efficiënte halfgeleiders met een hoge conversie-efficiëntie is niet alleen een technologische vooruitgang, maar ook een stap in de richting van duurzaamheid. Naarmate de wereld verder elektrificeert, zijn deze innovatieve spanningsomvormers van cruciaal belang voor het verminderen van de ecologische voetafdruk.
Met de opkomst van technologieën zoals siliciumcarbide, aluminium nitride en galliumoxide, biedt de toekomst veelbelovende mogelijkheden. De investeringen in deze technologieën en het onderzoek dragen bij aan het versterken van een groenere energievoorziening, wat essentieel is voor het beheersen van de klimaatverandering.
In conclusie, de nieuwe ontwikkelingen binnen de kracht halfgeleiders maken Zweden een voorloper op het gebied van energieinnovatie. De betrokkenheid van Electrumlab en de samenwerking met andere onderzoeksinstellingen onderstrepen de potentie van Zweden als een wereldleider in de productie van geavanceerde halfgeleiders.
