Nel capoluogo etneo c¡¯¨¨ una delle sedi della STMicroelectronics, che sta sviluppando un nuovo tipo di silicio
Si chiama carburo di silicio e pu¨° essere una delle chiavi di volta per la progettazione di auto elettriche pi¨´ performanti, pi¨´ leggere, pi¨´ aerodinamiche e persino pi¨´ economiche. ? un materiale che non esiste in natura e che pochissime aziende al mondo sono in grado di lavorare. Tra di esse c'¨¨ STMicroelectronics, gigante italo-francese dei semiconduttori che ha chiuso il 2019 con ricavi per 9,56 miliardi di dollari, 46 mila dipendenti nel mondo, 11 siti produttivi. Uno di questi siti ¨¨ a Catania, dove STMicroelectronics sta sviluppando nuove applicazioni del carburo di silicio in ambito automotive che permettono di superare alcuni dei limiti e dei problemi attuali delle auto elettriche.
EV SENZA LIMITI
¡ª ?Le auto elettriche di oggi sono pesanti, molto pesanti. Ci¨° ¨¨ dovuto principalmente alla grossa batteria a ioni di litio e alle componenti elettroniche necessarie a gestire i flussi di energia tra la batteria e i motori, a permettere la ricarica ad alta potenza e la frenata generativa. Tutto questo "pacchetto", per ovvie ragioni di sicurezza, va tenuto alla giusta temperatura e, cos¨¬, i produttori di auto elettriche oggi appesantiscono ulteriormente i veicoli con grossi sistemi di raffreddamento a liquido. Che, oltre a incidere sul peso, peggiorano l'aerodinamica dell'auto e ne fanno salire anche il prezzo. Questi limiti possono essere in parte ridotti realizzando alcune componenti elettroniche non pi¨´ con il classico silicio (lo stesso che troviamo nei nostri smartphone e nei nostri computer), ma con il nuovo carburo di silicio. O, come lo chiamano gli ingegneri, "Sic".
LEGGI ANCHE
I VANTAGGI DEL SIC
¡ª ?A parit¨¤ di scopo e di utilizzo, un componente in Sic ha diversi vantaggi rispetto ad un equivalente componente realizzato con il silicio classico. Il Sic, infatti, ha la capacit¨¤ di lasciarsi attraversare da molta pi¨´ energia producendo molto meno calore. Per questo viene utilizzato da STMicroelectronics per realizzare componenti che poi verranno usati per costruire il caricatore di bordo (Obc, On Board Charger) dell'auto elettrica, l'inverter e il convertitore Dc/Dc. L'Obc ¨¨ il componente che porta l'energia elettrica dentro le batterie quando facciamo la ricarica, l'inverter ¨¨ il componente che gestisce il passaggio e la conversione del voltaggio dell'energia dalle batterie al motore elettrico, il convertitore Dc/Dc gestisce l'alimentazione dei dispositivi a basso voltaggio (condizionatore, impianto di entertainment e altri servizi secondari). In tutte queste applicazioni il Sic, per farla estremamente semplice, produce il 50% di calore in meno del silicio, ha una efficienza fino al 10% superiore e, soprattutto, ¨¨ incredibilmente stabile a temperature molto basse e molto alte. I componenti che usano il Sic al posto del silicio sono anche pi¨´ leggeri, pi¨´ piccoli e hanno minor bisogno di raffreddamento. "I prodotti realizzati in carburo di silicio sono pi¨´ efficienti dal punto di vista energetico - spiega alla Gazzetta Gianfranco Di Marco, responsabile marketing & comunicazione della divisione Power Transistor di STMicroelectronics - rendendo quindi possibile ottenere auto elettriche pi¨´ leggere e affidabili, che permetteranno di percorrere fra il 5 e il 7% in pi¨´ di chilometri, oltre a ridurre i tempi di ricarica". Oppure auto che scaricano pi¨´ potenza a terra senza rischiare di prendere fuoco.
L'IMPIANTO
¡ª ?La fabbrica STMicroelectronics di Catania si occupa sia dello sviluppo dei progetti che della lavorazione del carburo di silicio. Qui arrivano le "fette" di Sic prodotte dai pochi fornitori al mondo esistenti (uno se lo sono appena comprato: la svedese Norstel AB) e vengono lavorate, dentro camere bianche dove i filtri dell'aria bloccano persino i virus, a temperature elevatissime per realizzare le componenti elettroniche che verranno poi assemblate in Cina. A Catania c'¨¨ anche il reparto di test delle singole fette di Sic e dei dispositivi da esse realizzati.
I CLIENTI
¡ª ?Dalla teoria alla pratica, senza spostarsi troppo per¨°: a Catania si studia il carburo di silicio da almeno vent'anni e, negli ultimi anni, all'STMicroelectronics le decine di brevetti depositati stanno iniziando a rendere bene. Al momento l'azienda ha in corso 27 diversi progetti automobilistici: non vende direttamente ai costruttori auto, ma a chi produce componenti che poi verranno utilizzati nelle auto elettriche. E c'¨¨ gi¨¤ qualcuno che ha smontato una Tesla e ci ha trovato dentro componenti in carburo di silicio marchiati ST. Dall'anno prossimo, invece, partir¨¤ la fornitura all'Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi: il nuovo Obc da 22 kW della Renault Zoe sar¨¤ costruito in carburo di silicio. Ma non solo: alcuni componenti in carburo di silicio prodotti a Catania li possiamo trovare anche dentro la nuova generazione di colonnine di ricarica ad alta potenza che permettono di ricaricare le batterie in molto meno tempo.
QUANTO COSTA?
¡ª ?Verrebbe da chiedersi, a questo punto, se il Sic non possa far salire ulteriormente il prezzo gi¨¤ alto delle auto elettriche. La risposta in teoria ¨¨ Ni, in pratica ¨¨ No: il Sic costa di pi¨´ del silicio tradizionale, ¨¨ vero, ma fa risparmiare indirettamente su altri componenti dell¡¯auto elettrica e, soprattutto, in tempi di progettazione. Poter usare sistemi di raffreddamento pi¨´ piccoli, compatti e leggeri, infatti, fa risparmiare un bel po¡¯ ai costruttori di auto elettrica, permette di distribuire meglio i pesi dell¡¯auto e libera i designer da pi¨´ di un vincolo tecnico.
? RIPRODUZIONE RISERVATA