Des chercheurs de Belgique, d'Allemagne, d'Italie, d'Autriche et de Slovaquie ont joint leurs forces pour lancer un tout nouveau projet financé par l'UE visant à réaliser des convertisseurs énergétiques plus puissants et compacts pour le secteur des TIC (Technologies de l'information et de la communication) et de la technologie des inverseurs photovoltaïques.
Le projet HIPOSWITCH («GaN-based normally-off high power switching transistor for efficient power converters»), bénéficiaire de la somme de 3 578 938 d'euros de financement dans le cadre du thème des TIC du septième programme-cadre (7e PC), couvrira l'ensemble de la chaîne de valeur ajoutée, depuis le développement des produits à leur application industrielle.
Le projet se concentrera sur un élément important des inverseurs électroniques : les transistors d'énergie qui transforment le courant continu et alternatif en voltages utilisés par les systèmes. On trouve ces transistors dans la plupart des appareils techniques actuels, mais en TIC, ils jouent un rôle crucial dans les stations de communications mobiles. Ils ont également utilisé dans l'apport énergétique en courant alternatif/courant continu (CA/CC) dans les ordinateurs, réseaux et pour le stockage de données, ainsi que dans les convertisseurs photovoltaïques, véhicules électriques et hybrides.
Le défi auquel sont confrontés les scientifiques à l'heure actuelle est de développer des systèmes de conversion énergétiques consommant moins d'énergie mais produisant une plus grande quantité énergétique, tout en protégeant les ressources naturelles. Les chercheurs HIPOSWITCH se concentrent sur les transistors de nitrure de gallium (GaN), des dispositifs commutateurs assurant l'efficacité des futures systèmes d'inverseurs énergétiques qui requièrent moins d'espace et pèsent moins tout en offrant une performance améliorée.
En effet, l'efficacité d'un système peut être limitée par les composants actifs utilisés ; les modèles actuels sont faits à base de silicium (Si), qui ont tellement été travaillé qu'aucune amélioration n'est possible. Le GaN est un matériau qui offre de nombreuses possibilités innovantes, notamment en tant que commutateur, grâce à ses propriétés matérielles supérieures. En effet, grâce à lui, les interrupteurs énergétiques peuvent fonctionner à des fréquences plus élevées sans souffrir de pertes majeures. Cela est possible grâce à la résistance plus faible en mode allumé des transistors d'énergie de GaN, associée aux capacités considérablement réduites d'entrée et de sortie.
Les scientifiques mettent également en évidence le fait que l'augmentation de la fréquence de commutation a d'autres conséquences pour les composants passifs, car le volume des inducteurs, des transformateurs et condensateurs peut être considérablement réduit. Ainsi, en utilisant du nitrure de gallium en tant que matériel, le système entier est plus petit et plus léger.
Le projet utilisera la caractérisation d'appareils sophistiquée et des techniques d'évaluation de fiabilité. Il rassemblera des partenaires expérimentés de la technologie automobile, des systèmes électroniques et de la conception de circuits, de la technologie des semi-conducteurs, des technologies de conditionnements à haute température et de la technologie d'appareil de GaN dont l'épitaxie GaN sur Si.
Le projet mettra en évidence l'importance de la collaboration entre le secteur universitaire et l'industrie, notamment pour la commercialisation d'idées innovantes.
