GreenDiamond: Green Electronics with Diamond Power Devices
Descripción del proyecto
El proyecto “GreenDiamond” consiste en el desarrollo de un mosfet de potencia basado en tecnología de crecimiento artificial de polvo de diamante.
El proyecto, realizado en consorcio por 14 entidades, entre Universidades, Centros tecnológicos y Empresas, pretende desarrollar esta tecnología de crecimiento de cristales de diamante junto con nuevas técnicas de dopado para desarrollar unos “dies” en esta tecnología.
En un principio, se desarrollarán distintos lotes de “dies” para validar los diferentes procesos de desarrollo y fabricación y elegir las mejores técnicas. En paralelo se desarrollará un nuevo encapsulado que permita integrar uno o varios “dies” para formar el nuevo dispositivo mosfet usable. Este nuevo encapsulado debe ser capaz de soportar las nuevas características y demandas del nuevo “die” como son aislamiento de alta tensión (1-10kV) y altas temperaturas (200-300ºC) de unión del dispositivo “die”.
Finalmente, los “dies” seleccionados serán montados sobre el encapsulado desarrollado también en este proyecto y suministrados a Indra quien los integrará en dos prototipos desarrollados a tal propósito y que permitan validar el funcionamiento de los nuevos dispositivos ante un ambiente de aplicación real, dentro de estos dos convertidores de potencia. Ambos convertidores (o aplicaciones) permitirán por un lado analizar las características de funcionamiento (perdidas en conmutación y conducción, caídas de tensión, integración y funcionamiento en frecuencias con un driver desarrollado también a propósito, tiempos de subida-bajada, encendido-apagado,…) y por otro lado, comparar las características de este nuevo dispositivo de diamante con la actual tecnología de silicio (Si) y Carburo de Silicio (SiC). Estos prototipos tienen un objetivo tecnológico de nivel TRL3.
Socios Industriales
Papel de Indra
Indra participa en este proyecto como usuario final de los dispositivos de polvo de diamante que se van a desarrollar a lo largo del proyecto. Así, Indra desarrollará y fabricará dos prototipos de convertidores de potencia que integrarán los dispositivos de diamante que se van a desarrollar y fabricar en la fase final del proyecto.
Con estos dos prototipos se pretende, por un lado, aplicar esta nueva tecnología de semiconductores de diamante sobre dos nuevas aplicaciones en el ámbito de los convertidores de potencia, y por otro lado, comparar las características de estos dispositivos (bajo ambas aplicaciones industriales) con otras tecnología de semi-conductores tradicionales (Si) u otras nuevas ya existentes para altas tensiones, como es el caso del carburo de silicio (SiC).
Además, de cara al encapsulamiento y a la industrialización del dispositivo y a poderle extraer de él todos sus beneficios en cuanto a características térmicas,
Indra también va a especificar y trabajar en el diseño de un nuevo encapsulado para el dispositivo electrónico que permita trabajar a altas temperaturas (200-300ºC) y así sacar el mayor rendimiento a este dispositivo. Indra también trabajará con el resto de socios en las actividades de seguimiento y diseminación del proyecto.
Universidades y Centros Tecnológicos
Tecnologías empleadas
Como ya se ha adelantado previamente, las tecnologías que van a ser usadas en este proyecto son:
- Tecnologías de polvo de diamante con crecimiento cristalino controlado y dopado controlado para la fabricación de un mosfet de diamante con características de funcionamiento a alta tensión (1k-10kV).
- Tecnología de encapsulado de alta temperatura y alta tensión que soporte las características de funcionamiento del nuevo “die” interno de polvo de diamante. Este nuevo encapsulado usará sustratos cerámicos de última generación.
- Por último, en lo que a Indra se refiere, permitirá desarrollar unos convertidores de potencia de mayor rendimiento debidos a la posibilidad de trabajar a mayores temperaturas y tensiones.
Más Información
Este Proyecto, con nº de expediente H2020-640947, ha sido subvencionado por la Comisión Europea dentro del Programa Marco “HORIZON2020” (H2020).
Incorporación Indra: 15 de Septiembre de 2017.
Actualmente se ha solicitado una extensión del proyecto de 12 meses adicionales, hasta 30-Abril-2020.
Vinculación del Proyecto con Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU (ODS)
Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados a este proyecto son:
ODS7. Energía Asequible y No Contaminante.
Proyecto parcialmente subvencionado por la Comisión Europea a través del Programa Marco "Horizon2020" (o H2020)
