Raw Power capofila del progetto europeo YESvGaN
Prevede la realizzazione di una nuova classe di transistori che consentiranno di migliorare l’efficienza energetica dei convertitori per l’elettronica di potenza, utilizzati in diversi ambiti applicativi dall’automotive alle energie rinnovabili.
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02/12/2021
Raw Power  capofila del progetto europeo YESvGaN

Negli ultimi anni si sta assistendo ad una progressiva sostituzione dei motori endotermici con motori elettrici. Quest trend tecnologico è legato a molteplici fattori, da una parte la necessità di ridurre le emissioni di CO2 anche solo per decentralizzarle (trasporto con veicoli elettrici), la necessità di incrementare nel complesso l’efficienza dei sistemi per ridurre i consumi (si pensi alla progressiva evoluzione dell’etichettatura degli elettrodomestici), la necessità di ridurre l’inquinamento acustico (uso delle macchine per giardinaggio, di macchine per cantieri ecc.)
I sistemi di conversione elettromeccanica dell’energia sono costituti principalmente da tre elementi, la sorgente di potenza elettrica (la rete elettrica o una batteria), un inverter e un motore elettrico. La progressiva introduzione di sistemi puramente elettrici ha Inoltre introdotto la necessità di fruire di sistemi per la conversione statica dell’energia (carica batterie, colonnine di ricerca per le auto elettriche, ecc.).
L’obiettivo principale di questo progetto è riuscire a sviluppare transistor di nuova generazione del Wide Band Gap (WBG), in grado di incrementare le prestazioni degli inverter e dei convertitori statici di energia che rappresentano il cuore della conversione dei sistemi elettrici. 
La diffusione di questi dispositivi ha portato per le ragioni sopra, a richiedere requisiti sempre più stringenti sui convertitori statici di energia (inverter) in termini di efficienza, compattezza, peso, densità di potenza e funzionamento ottimale in condizione operative severe.
Generalmente in applicazioni ad alta potenza ci sono problematiche legate alla dissipazione del calore e all’efficienza dovute a perdite di conduzione e di commutazione dei dispositivi (transistor). La temperatura di lavoro dei tradizionali dispositivi al silicio non può eccedere i 150 °C e inoltre per mantenere la temperatura di lavoro entro limiti accettabili è necessario dimensionare adeguatamente i dissipatori il che comporta in genere design molto ingombranti con conseguente aumento di peso del convertitore e dei costi di realizzazione.
I dispositivi WBG hanno permesso di superare i limiti dei tradizionali dispositivi al silicio e migliorare il design e le performance dei convertitori di potenza in risposta alle stringenti richieste del mercato e normative. 
I WBG sono basati su tecnologie al Carburo di Silicio (SiC) e al Nitruro di Gallio (GaN) e la loro denominazione è legata a una maggiore ampiezza della banda proibita di circa 3 volte più grande rispetto ai dispositivi tradizionali al silicio. Questa caratteristica conferisce ai dispositivi una maggiore tensione di rottura e minore dipendenza dei parametri rispetto alla temperatura.
I principali vantaggi dei WBG sono: minore resistenza drain-sourse, maggiore tensione di rottura maggiore conducibilità termica, temperature di lavoro più alte e maggiori frequenze di switching. Tuttavia, sussistono alcuni svantaggi legati a: difetti e dislocazioni dei dispositivi SiC e difficoltà di fabbricazione dei dispositivi GaN, costi di produzione elevati, limitata disponibilità e tecnologia di packaging ancora non stabile.

Descrizione Progetto Europeo
Lo scopo del progetto europeo YESvGaN è la realizzazione di una nuova classe di transistori di potenza in tecnologia WBG in Nitruro di Gallio (GaN) con topologia verticale. Il chip è denominato appunto vGaN.
Il nuovo dispositivo consentirà di migliorare l’efficienza energetica dei convertitori per l’elettronica di potenza, utilizzati in diversi ambiti applicativi dall’automotive alle energie rinnovabili. Uno degli obiettivi realizzativi del progetto è aumentare la tensione operativi dei dispositivi WBG basati su tecnologia GaN; inoltre, il dispositivo proposto vGaN andrà a coprire applicazioni a media-alta potenza (600 ÷ 1.200 V fino a 100 A) le quali sono attualmente non coperte dalla tecnologia WBG con dispositivi tradizionali SiC verticali e GaN laterali. 
Lo sviluppo di questi nuovi dispositivi includerà processi di innovazione in diverse fasi di realizzazione dei semiconduttori, come ad esempio l’ausilio di un sub-strato a basso costo, approcci con membrane verticali transistori a canali multipli. Dal punto di vista dei costi di produzione il principale vantaggio dei dispositivi vGaN sarà il minor costo di realizzazione rispetto ai dispositivi a base di silicio messi a disposizione sul mercato aventi caratteristiche analoghe.
Il progetto coinvolge l’esperienza e le competenze di 23 partner industriali e nell’ambito della ricerca dislocati in sette paesi della comunità europea.

Partner coinvolti
Raw Power Srl (Capofila), Aurel Spa e Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica - IU.NET. 
Raw Power Srl è una PMI di progettazione e consulenza nell’ambito della conversione statica dell’energia, progettazione di macchine elettriche e di azionamenti di potenza per applicazioni industriali. La missione aziendale è favorire il trasferimento tecnologico della ricerca alle imprese offrendo soluzione all’avanguardia e innovative. Raw Power Srl è in grado di seguire i progetti dalla fase di design, durante la prototipazione fino alla fase di certificazione. 
Raw Power Srl nasce come spin-off dell’Università di Modena e Reggio Emilia nel 2007.