Elektroniktidningen september 2021

NR 9 SEPTEMBER 2021

ELEKTRONIK TIDNINGEN

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

UTVECKLINGSNAV I KISTA MÅLAR OM KISELKARBIDEN Med köpet av Ascatron tar amerikanska II-VI upp kampen om den växande kiselkarbidmarknaden.

I Kista bygger företaget upp ett starkt utvecklingsteam, som blir en vital pusselbit i tillväxtstrategin. /10–11

SVENSK HALVLEDARINDUSTRI:

ENERGILAGRING:

90 företag 2 000 anställda 5 miljarder kr

Ett urval laddade projekt

/8

/12–19

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

INNEHÅLL: ETN 9/21

Utges av Elektroniktidningen Sverige AB adress: Folkungagatan 122, 4 tr, 116 30 Stockholm. telefon: 08-644 51 20 | www.etn.se bankgiro: 5456-3127 redaktion: Anna Wennberg (ansv. utg.), Per Henricsson, Jan Tångring. grafisk formgivning och layout: Joakim Flink, TYPA jocke.flink@typa.se annonser: Anne-Charlotte Sparrvik, 0734-17 10 99 | e-post: ac@etn.se prenumeration: webb: etn.se/pren | e-post: pren@etn.se telefon: 08-644 51 20

20 24

4

22

Anna Wennberg Bevakar analogt, opto och kommuni­kation, kraft, sen­so­rer, distri­bution, medicinsk elektronik och minnen. anna@etn.se | 0734-17 13 11

6

Per Henricsson Bevakar test & mät, rf och kom­munikation, produktion, FPGA, EDA och passiva komponenter. per@etn.se | 0734-17 13 03

26

Jan Tångring Bevakar in­byggda system, mjukvara, processorer, kort och skärmar. jan@etn.se | 0734-17 13 09

Anne-Charlotte Sparrvik Ansvarar för sälj- och ­marknadsföring. ac@etn.se | 0734-17 10 99 © Elektroniktidningen 2021 upplaga: 13 000 ex.

Allt material lagras elektroniskt. issn 1102-7495 Organ för SER, Svenska Elektrooch Dataingen­jörers Riksförening, www.ser.se Tidningen trycks på miljövänligt papper av Stibo Complete. omslagsbilden: Dioder på kiselkarbidskiva, ännu ej utsågade. foto: II-VI

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

4 6

22

Störst på krafthalvledare blir ännu större Tyska Infineon har invigt en 12-tumsfabrik för krafthalvledare i österrikiska Villach.

Helt färdig kommer det att ha kostat 1,6 miljarder euro, vilket gör den till den hittills största satsning inom halvledartillverkning i Europa.

24

Skräddarsydd solel på Ugandas landsbygd Solceller har en viktig roll i Uganda där majoriteten saknar el. Nu mognar kvaliteten på installation och service.

20

26

Billiga GaN-wafers från Lund Samma höga kvalitet som bulk-GaN men med kostnadsfördelarna från kiselvärlden.

Så kan man enkelt beskriva uppstartsföretaget Hexagems affärsidé.

EXPERT: Begagnade batterier blir energilager Ett litiumjonbatteri är inte dött bara för att kapaciteten sjunkit till 80 procent. Mark Patrick på Mouser berättar om affärsmöjligheter som ger det ett andra liv.

EXPERT: Kisel eller kiselkarbid?

När du ska välja krafttransistor till din konstruktion, och valet står mellan kisel och kiselkarbid, bör olika kriterier övervägas.

Hannah Metzner på Rutronik och René Mente på Infineon förklarar.

EXPERT: GaN är inte svårare än kisel Zhihong Yu på Renesas vill att du slutar tveka inför GaN-FET och berättar om en GaN-FET-referenskonstruktion för strömförsörjning där hans team hittade ytterligare förbättringspotential.

3

STARTBLOCKET

Filtrerar bort defekterna i Filtrering av dislokationer

Koalesering till planärt GaN

Pelare i GaN utan dislokationer

Breddade GaN-pelare

Samma höga kvalitet som bulk-GaN men med ­kostnadsfördelarna från kiselvärlden. Så kan man enkelt beskriva uppstartsföretaget Hexagems affärsidé som går ut på att belägga sextums kiselwafers med ett GaN-skikt som blir tillräckligt tjockt för att göra vertikala kraftkomponenter.

G

alliumnitrid, GaN, är ett material med stort bandgap som tål höga laddningsbärarkoncentrationer, har hög mobilitet och klarar höga temperaturer. Egenskaperna passar både snabba rf-kretsar och kraftelektronik, faktisk även framtidsområdet optoelektronik.

För rf-kretsar räcker det med ett GaN-skikt som är runt två µm, de HEMT-transistorer som används är planära.

Kraftelektronik vill man helst bygga med vertikala transistorer som tål högre spänningar. Då behöver skikten vara uppåt 10 µm vilket ökar problemet med dislokationer och därmed även låg yield på komponenterna.

Bäst kvalitet får man med så kallad bulk-GaN, substrat som tillverkats på samma sätt som kiselsubstrat genom att skiva upp en korv (ingot) av materialet. Bulk-GaN är dock dyrt och

4

skivorna är idag inte större än fyra tum.

Halvledarfabrikerna vill ha minst sex tum, gärna åtta, för att få ekonomin att gå ihop. Det har lett till att man istället utgått från skivor i safir, kiselkarbid eller kisel som belagts med ett lager av GaN. Ett problem är att defekttätheten blir förhållandevis hög. Det beror på att gittren inte passar ihop vilket ger defektbildning, så kallade dislokationer, vilket är negativt för prestanda och energieffektivitet. Dessutom krymper kisel mer än GaN när skivorna kyls ned från 1 000 °C. Risken är då att kisler drar sönder GaN-skiktet vilket man försöker kompensera för med ett flertal skikt mellan kisel och GaN. – Kan du växa på kisel får du skalbarheten och kan använda samma utrustning som resten av halvledarindustrin, säger Hexagems vd Mikael Björk.

Koaleserat, planärt GaN-skikt

Företaget knoppades toppen av pelaren utan av från Lunds universitet böjer av mot sidan. år 2015, men först våren I nästa steg – som 2019 tog arbetet tog fart egentligen bara är lite på allvar. Det var i samsenare i tiden i samma band med att företaget epitaximaskin – breddas beviljades ett större EUpelarna så att de nästan projekt plus att Almi gick Mikael Björk växer ihop. in med en summa pengar.

Därefter smälter man ihop Företagets teknik baseras på pelarna till ett plant så kallat de nanotrådar som utvecklats koalescerande lager. En del av av professor Lars Samuelssons dislokationerna mellan pelarna grupp i Lund och som ligger följer dock med upp till ytan bakom bolag som Glo och Sol men de är betydligt färre än med Voltaics. andra metoder.

– Vi arbetar med att minska det ännu mer.

H E X AG E M S P R O C E S S startar med Slutligen bygger man upp en kiselwafer med ett tunt lager GaN-lagret till önskad tjocklek. av GaN av låg kvalitet, då finns Handlar det om rf-kompomånga dislokationer. Första nenter med planära HEMTsteget är att lägga ett isolerande transistorer räcker det med lager ovanpå GaN-lagret som därefter mönstras med en FAKTA regelbunden matris. Därefter etsar man hålen i matrisen för att Vertikala komma ned till det ursprungliga GaN-lagret. Med hjälp av epitaxi komponenter växer man små pelare i GaN, det Med ett tjockare GaN-skikt är vill säga nanotrådar, i varje hål. det möjligt att göra vertikala komponenter som SchottkydioMönstret fungerar som ett filder, pn-dioder och JFET. Målet ter som tar bort dislokationerna. är dessa komponenter ska klara Skulle en pelare hamna över en spänningar över 1 200 V och på dislokation i det undre lagret sikt över 2 000 V för att kunna har processen den egenheten att konkurrera med kiselkarbid. dislokationen inte följer med till ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

STARTBLOCKET

GaN-skivan Standardepitaxi för GaN

Tjockt, högkvalitativt GaN-skikt

någon enstaka mikrometer men Hexagem siktar i första hand på skivor för kraftkomponenter som byggs av vertikala transistorer vilket kräver ett GaN-skikt på cirka 10 µm.

– Vi har demonstrerat tekniken på väldig små wafers, där ligger vi bra till på dislokationstätheten.

Intresset är redan så pass stort att en del kunder i fjol betalade för att få små substrat att experimentera med.

H U V U D D E L E N av finansiering kommer från några EU-projekt plus att Almi satsat knappt fem miljoner. Det är också tänkbart att företaget tar in riskkapital under hösten för att höja tempot.

Lösningen kräver ingen ny utrustning och inga nya kemikalier. Det finns redan epitaxi­ maskiner liksom de ­nödvändiga gaserna indragna i dagens fabriker. Istället handlar det om att implementera ett recept och addera litografisteget plus torr­ etsning för att skapa mönstret för nanopelarna.

Planen är att samarbeta med

större företag som utvecklar kraftkomponenter och är intresserade av att kommersialisera tekniken.

– Vår expertis är på epitaxi – kristalltillväxt – och på karakterisering. Vi har inga avsikter att skala upp till produktion eller göra komponenter.

De försök som gjorts i labbet i Lund – Pro Nano – är på små substrat.

– Vi planerar att visa på sex tum inom ett halvår. Då kan vi få större företag intresserade av att titta på och validera det, säger Mikael Björk.

Pro Nano saknar dock maskiner för sextumsskivor så det arbetet måste göras någon annan stans.

Potentiella kunder kan sedan använda skivorna för att tillverka komponenter i sina fabriker och därmed verifiera kvaliteten.

– Infineon, Bosch och ST jobbar på sex tum och större, det gäller även deras forskning och utveckling. Även om de skulle vilja kan de inte hantera mindre skivor.

PER HENRICSSON

per@etn.se

MPLAB® Cloud Tools Ecosystem

Discover, Configure and Develop: An Ecosystem for All Your Ideas MPLAB cloud tools ecosystem is a complete online solution for all skill-level users, to discover, configure, develop and debug embedded PIC® and AVR® microcontroller (MCU) applications.

• Intuitive entry into PIC and AVR MCU development with integrated MPLAB tools • Quick prototyping with Microchip’s PIC and AVR MCUs using Curiosity boards • No software installation to start developing PIC and AVR MCU solutions Designers who use PIC and AVR MCUs can visit the MPLAB Cloud Tools page and start developing based on their design phase.

• Search and Discovery: Access MPLAB Discover to find fully configured and complete source code projects • Configure Code: Easily configure software applications with MPLAB Code Configuration • Develop and Debug: Developing, debugging and deploying project applications directly from a preferred browser can be completed without any software installation with MPLAB Xpress IDE

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

microchip.com/MPLABcloudtools

The Microchip name and logo, the Microchip logo, AVR, MPLAB and PIC are registered trademarks of Microchip Technology Incorporated in the U.S.A. and other countries.

All other trademarks are the property of their registered owners. © 2021 Microchip Technology Inc. All rights reserved. MEC2384A-UK-07-21

5

STARTBLOCKET

Störst på krafthalvledare blir ännu större

Tyska Infineon har invigt sin hyper­ moderna 12-tumsfabrik för krafthalv­ ledare i österrikiska Villach, där företaget sedan tidigare har sitt krafttekniknäste.

Tre månader innan utsatt tid har de första skivorna lämnat fabriken, som på sikt ska addera cirka två miljarder euro årligen i försäljning.

Tre år efter att det första spadtaget togs har den första kiselskivan lämnat fabriken som ligger intill Infineons befintliga krafthalv­ ledarfabrik i Villach.

– Tajmingen för ny kapacitet i Europa kan inte vara bättre med tanke på den växande efterfrågan på krafthalvledare världen över, säger Reinhard Ploss, Infineons CEO under öppningsceremonin, och adderar: – Vi är klart nummer ett inom krafthalvledare, nummer två är halva vår storlek. Denna satsning ger oss en excellent bas för fortsatt tillväxt. Under de senaste 20 åren har vi växt snabbare än marknaden, och det ska vi fortsätta med.

Den nya fabriken tillverkar krafthalvledare på 300 mm (12-tum) och upptar cirka 60 000 kvadratmeter. Den kommer successivt att sättas i drift under de närmaste fyra-fem åren och när bygget är helt klart om tre år kommer den att ha kostat totalt 1,6 miljarder euro.

När Infineons högsta ledning inviger fabriken är det flera positiva detaljer som lyfts upp. En är att fabriken bidrar med att minska det egna CO2-avtrycket.

Reinhard Ploss – Hela 80 procent av fabrikens uppvärmningsbehov täcks genom att vi återvinner spillvärmen från kylsystemen. Det gör att vi undviker cirka 20 000 ton CO2 varje år, konstaterar Jochen Hanebeck, COO på Infineon, och Jochen Hanebeck adderar:

6

– Från nästa år kommer vi även att tillverka vårt eget väte som krävs för att driva processerna från förnybara energikällor på plats.

I takt med att den nya fabriken tas i bruk kommer de kiseltekniker som hittills tillverkats på 6- och 8-tum att överförs hit.

Något som inte tas upp under invigningen, men som Elektroniktidningen känner till sedan tidigare, är att den produktionskapacitet som frigörs med den nya fabriken successivt kommer gå till SiC och GaN. Så fort det går att köpa SiC-skivor med bra kvalitet och till rätt pris är Infineon redo att gå över till 8-tum.

Y T T E R L I G A R E E N D E TA L J är att fabriken skapar uppskattningsvis 400 nya arbetstillfällen, varav drygt 250 redan är tillsatta. Det handlar om högutbildad personal som ska driva den fullt automatiserade anläggningen.

– Ingen bär wafers i fabriken utan det sköts av ett transportsystem som sammanbinder alla fabriksdelar och täcker ett avstånd på 6 km. Fabriken är också datadriven. En enorm mängd data samlas hela tiden in och informationen användas för att automatiskt besluta när exempelvis någon del behöver underhåll, säger Jochen Hanebeck.

I ett nästa steg planerar Infineon att föra samman sina två tillverkningsenheter i Villach och Dresden som båda tillverkar krafthalvledare på 300 mm-skivor. Tanken är att styra de två fabrikerna som om de vore en enda, ett koncept företaget kallar ”Oneworld-fab”.

– Det är ett jätteprojekt som kommer att ge oss enorma stordriftsfördelar eftersom vi då snabbt kan flytta produktionskapacitet mellan sajterna styrt av vad våra kunder behöver, säger Jochen Hanebeck, och adderar: – För att ge en förståelse. Med denna virtu­ ella mega-fabrik kommer vi i framtiden att ha en total omsättning på cirka 5 miljarder euro per år.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

SER-KRÖNIKA

Nu laddar vi inför hösten D E N 8 S E P T E M B E R hade vi kick-off med nya SER-styrelsen. Vi gick då igenom planerna för höstens aktiviteter med de nya förutsättningarna som gäller efter sommaren. Vi fortsätter satsa på fler digitala aktiviteter. Den första i raden var föredraget från Svenska Kraftnät den 13 september. Föredraget var det andra från Svenska Kraftnät, den här gången med deras chefsstrateg Niclas Damsgaard. Vi var 25 deltagare i mötet, men det hade funnits plats för många fler från SER. Ämnet i var högaktuellt och Niclas presenterade olika scenarier för utvecklingen av energibehoven fram till 2045.

D E T VA R M Å N G A F R ÅG O R som kom upp och besvarades direkt. Vi planerar nu för en uppföljning om ett år och då även i kombination med ett fysiskt möte. Vi kommer också att prova kombinationer med studiebesök på företag där vi kombinerar digitalt möte och fysiskt besök.

D E N 1 4 S E P T E M B E R var vi med på elektronikmässan Evertiq i Göteborg och den 11 november kommer vi att vara med på mässan i Lund.

N U I S E P T E M B E R kommer vi att utlysa SER-prize 2021. Mer information kommer på hemsidan ser.se. I år delar vi ut två Junior Prize till bästa examensarbete eller avhandling.

S E R H A R T VÅ PA R T N E R S i branschen.

Den ena är SWEDSOFT som organiserar mjukvaruindustrin med företag och organisationer i Sverige. Den andra organisationen vi är med i är EUREL. Vi återkommer till dessa samarbeten i samband med konferensen med SWEDSOFT 11–12 november.

Mer info finns på hemsidan ser.se

STAFFAN SKOGBY SER Ordförande

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

ROHM IN EUROPE: WE SHAPE INNOVATIONS FOR THE FUTURE Our past experience paves the way for your future innovations. Since 1971, we have been assisting our customers all over Europe with our strong competence in analog and power technologies.

ROHM’s experts enable you to realize your product ideas: based on market insights and our broad portfolio, we individually support you from start to finish, from choosing the best product to the final design-in phase. With decades of expertise, we are a valuable partner in the automotive and industrial sectors. Thank you for your trust during all those years!

www.rohm.com

STARTBLOCKET

Svensk halvledarindustri

LTU D-Flow technology

MidDec Senseair ADMSdesign

MiUn

ShortLink

UU

Airborne Hydrography ABB Smoltek Cobham Gaisler SiTek Ruag RTI

Fingerprint Cards Gapwaves Gotmic Qamqom Zero point technology

Imagination Technologies Beamware Xenergic Synopsys Epinovatech Obducat

ARM Sweden Axis Epiluvac GLO/Nanosys Hexagem AlixLabs

Runt 90 företag med 2000 anställda och en omsättning på fem miljarder kronor.

Så ser den svenska halv­ ledarindustrin ut enligt en kartläggning som Thorbjörn Ebefors på programkontoret för Smartare Elektronik­ system varit med att ta fram.

– Det finns en ganska spridd uppfattning att sedan Ericssons sub-my fabrik i Kista revs, finns det ingen svensk halvledarindustri, säger Thorbjörn Ebefors och fortsätter: – Vi triggades av IPCEIinitiativet där det finns speciella statsstödsregler. Sverige skrev aldrig på för mikroelektroniken och när vi pratar med Näringsdepartementet vill de inte riktigt kännas vid att området är strategiskt viktigt.

IPCEI, eller Important Projects of Common European Interest, definierar områden som är strategiskt viktiga för EU:s framtid och där det är tillåtet med generösa stöd från länderna men också centralt från EU. Sverige har gått med i IPCEI:n för batterier för att kunna stötta Northvolt men som en av fem EU-länder inte skrivit under IPCEI:n för mikroelektronikområdet trots att det

8

Chalmers

KTH LiU

Hjälp oss att fylla på: thorbjorn.ebefors@ smartareelektroniksystem.se

AAC Clyde Space ScandiDos Chromogenics Comheat PiezoMotor II-VI (Ascatron, Finisar) Ascillion Asensor Technology BitSimNOW Cobham Cree ETA Devices Ericsson Excillium Exploric

Hübner (Cobolt) Imsys Infineon IRnova Jon DeTech Midsummer Mycronic Myvox NanOsc Nocilis materials

NoleTech NXP (Catena) Optonova Prismatic Sensic Silex Silicon Witchery Sivers Semiconductors Tobii

ComfortAudio Hemocue

LU

bevisligen finns ett antal svenska spetsföretag inom området.

– Vi har tittat utifrån ett lite bredare perspektiv, med allt från material till maskintillverkare.

Kartläggningen, som ännu inte är helt avslutad, visar att de överlägset största bolagen mätt i omsättning är memsfoundryt Silex i Järfälla och maskritartillverkaren Mycronic i Täby. Silex omsatte en knapp miljard kronor år 2020 medan Mycronic sålde maskritare för 1,5 miljarder kronor. Majoriteten av maskinerna används för att tillverka masker till skärmar, men företaget lanserade i slutet av 2019 en ny maskin kallad SLX för att göra masker till de övre lagren i halvledarkretsarna.

Axentia Capgemini Cognicatus Infinicon

Saab SGA Sick IVP ST SiliconCarbide (Norstel)

med egen fabrik i Sverige är ST Microelectronics Siliconcarbide i Norrköping, före detta Norstel.

Produktionen av 200 mmskivorna går i tvåskift och de 60 anställda ska bli fler. Företaget växer kristaller från pulver och gas som sedan skivas upp till wafers som bland annat används av ST:s fabrik i italienska Catania för att göra komponenter.

I Göteborg finns Sitek vars positionskännande detektor tillverkas i det egna ­renrummet och bland annat används i litografimaskiner för halvledartillverkning.

– Det finns en hel del tillverkning men också konstruktion, så kallade fab-less bolag som designar och säljer produkter baserade på kretsar som andra tillverkar. Det ville vi också få på E T T A N N AT av de större bolagen pränt, säger Thorbjörn Ebefors. är lasertillverkaren II-VI i JärDe största och kanske mest fälla som omsätter 350 miljoner kända bolagen är Fingeprint kronor. Företaget startade som Syntune, blev därefter Ignis-Syn- Cards och Axis. Det förstnämnda designar kiselbatune för att sedan köpas serade kretsar för att av Finisar som i sin tur läsa av fingeravtryck blivit uppköpt av II-VI. medan Axis har egenTilläggas kan att II-VI utvecklade asicar i sina förvärvade den svenska uppkopplade övervakkiselkarbidspecialisten ningskameror.

Ascatron i Kista för ett år Sen finns bilsäker­ sedan (se sid 10).

Ytterligare ett företag Thorbjörn Ebefors hetsbolaget som

SweGaN Syncore Teledyne Veoneer

Veoneer som bland annat gör kamerasystem liksom systemleverantörer som Ericsson och ABB som använder väldigt mycket egendesignade kretsar i sina produkter.

Ett annat bolag i den här kate­ gorin är nyligen börsnoterade Sivers Semiconductor som bland annat gör radiokretsar för kommunikation på millimetervågsområdet. Ett mindre bolag från Lund är Acconeer som utvecklat en avkännande radar för milli­ metervågsområdet baserat på egenutvecklade halvledarkretsar.

I den här nischen hittar man också Sensair i Delsbo med cirka 140 anställda som designar egna mems-kretsar till gassensorer.

Företagen ovan är bara några exempel, listan kan göras mycket längre.

– Vi har listat 83 renodlade svenska halvledarbolag som omsatte drygt fem miljarder kronor år 2020.

Så mycket som 95 till 98 procent av försäljningen går på export och många av bolagen är så små att de inte syns för myndigheterna.

– Det vill vi visa upp, men också fungera som rösten och megafonen åt de här bolagen.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

DC 05-20.003.L1

Barnsligt enkelt Kontakter för energilager Installera ditt energilagringssystem snabbt, säkert och kostnadseffektivt för applikationer upp till 1500 V - med jackbara batterianslutningar via strömskenanslutning eller via batteripolkontakt.

Dra nytta av fördelen med båda anslutningsteknikerna via fronten eller till strömskena på baksidan.

För mer information, besök phoenixcontact.com/EnergyStorage

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Här laddas epitaxireaktorn i Kista med en 6-tums SiC-skiva.

Utvecklingsnav inom kisel För ett år sedan köpte amerikanska II-VI Kista­ företaget Ascatron, som utvecklar epitaxistrukturer för kraftkomponenter i kiselkarbid liksom egna kretsar. Därmed adderade II-VI en viktig pusselbit i sin tillväxtstrategi. Nu skalas verksamheten i Electrumlabbet upp, och fler anställs.

– Jag personligen tycker att det som skett en väldigt bra utveckling. Vi har hamnat i en jättebra miljö hos ett bolag med ambitionen att självt tillverka det vi gör, säger Christian Vieider, fd vd på Ascatron, numera II-VI:s chef över verksamheten i Kista.

Sedan Ascatron hamnat hos II-VI har flera delmål som rör företagets expansion inom kiselkarbid radats upp.

– Ett är att kunna erbjuda större mängder skivor med SiC-epitaxi redo att processa kretsar på. Då FAKTA

kan alla typer av kraftkretsar tillverkas, från dioder till mosfet:ar.

S J Ä LVA S U B S T R AT E T är vanligen av standardtyp medan epitaxin alltid är kundanpassad. Den som designar en specifik krets specificerar även epi-strukturen.

Det kan vara allt från en enkel struktur med bara en dopning till multilagerstruktur med flera olika dopningar.

– Här kommer vår kompetens inom återodling in. Där särskiljer vi oss från andra som

levererar epitaxi, säger Christian Vieider, och förklarar: – En epiprocess börjar vanligen med att man måste etsa bort en del för att få en bra yta att odla på, men då blir det ofta inget kvar av strukturen under. Vi har processer för att växa epitaxi utan att förstöra underliggande strukturer. Det innebär att vi kan tillverka komponenter med flera separata dopade lager, inte bara en grundstruktur. Vi kan även göra både n- och p-typ i samma tillväxtomgång.

Redan nu säljer II-VI skivor med epitaxi tillverkade i Kista.

Fast än så länge handlar det om små volymer med svåra specifikationer för kundernas utvecklingsprojekt. Mycket sker manuellt.

– Just nu investerar vi i mer kapacitet och mätinstrument för att kvalificera produktionen.

10

F Ö R T I L L FÄ L L E T sker all tillverkning i Electrumlabbet med både egen och labbets utrustning. För att få full kontroll och en mer standardmässig produktion håller företaget på att investera för att enbart ha egen utrustning.

I ett första steg sker uppskalningen i Electrumlabbet. Med egen utrustning ska företaget nå en produktionstakt på cirka 4 000 skivor per år inom 15 månader.

Det är epi-skivor som passar mer krävande kretsar, med lite högre spänningar eller där det finns behov av multilagerstruktur.

För att få ett hum om hur ka-

II-VI:s väg till SiC-specialist Amerikanska II-VI tillhör världseliten inom optoområdet. Köpet av Finisar för två år sedan bidrog starkt till den positionen. I ett slag blev II-VI dubbelt så stort, för att idag ha runt 22 000 anställda världen över.

Schottkydioder på skiva.

Vi saknar exempelvis defektmapping, alltså en maskin som skannar av ytan och identifierar alla defekter som finns på kristallen. Den levererar en defektkarta som hjälper kretstillverkaren.

Med köpet inlemmades även Finisar Sweden i II-VI. I Järfälla tillverkar företaget avstämbara lasrar för tele- och datakomindustrin, en verksamhet

som har rötter i KTH:s och Acreos optoforskning.

II-VI:s kallas ofta materialspecialist, vilket dess tagline ”Materials that matter” understryker. Men inom opto har företaget numera kontroll över hela värdekedjan, från avancerade material, till komponenter och fullständiga system. Här ingår till exempel material till lasrar, själva lasrarna men också lidarsystem för bilar.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

för att få ut sina första SiC-komponenter utvecklar Kistateamet komponenter för lite högre spänningar. Här handlar det om företagets andra generation mosfet:ar, men också om dioder, på egna substrat.

Exakt hur komponentsidan kommer att utvecklas framåt är inte officiellt, men klart är att GE:s mosfet:ar inte är utvecklade för II-VI:s substrat eller epitaxi.

Och det är något företaget tittar på att förändra.

– Vi ska sälja GE:s design som vår komponent, och naturligtvis är vår ambition att våra substrat och vår epitaxi ska vara så stor andel av våra produkter som möjligt på sikt, säger Christian Vieider.

Christian Vieider i Electrum, Kista.

lkarbid växer i Kista 1 200 V och 1 700 V. – 650 V är oerhörd konkurrensutsatt och ofta räcker kisel.

Det som kommer är dessutom att elfordon går upp i batterispänning från 400 V till 800 V och då behöver du ha komponenter som klarar minst 1 200 V.

PÅ KO M P O N E N T S I D A N har II-VI inga egna fabriker för kiselkarbid, utan all tillverkning sker hos foundry. Det finns inte heller någon officiell plan på egna SiCfabriker, däremot finns en rad delmål som rör komponenter.

Det som ligger först i tid hör samman med det licensavtal som skrevs med General Electric för ett drygt år sedan. GE har utvecklat en mosfet i SiC med bra renommé, men tidigare enbart använt den för internt bruk.

– GE har tillverkat sin produkt i en mindre egen anläggning på 4 tum. Nu gör vi transfer till 6-tum för att börja volymtillverka när kvalificeringen är klar.

De första transistorerna ska rulla ut under nästa år. Då handlar det om transistorer på 1 200 V och 1 700 V med GE:s teknik.

Framöver kommer även kretsar med högre spänning, som 3,3 kV och däröver.

I nuläget är det däremot osäkert om II-VI ser någon vits i att göra produkter på lägre spänning. Detta trots att huvudmarknaden för SiC-kretsar är 650 V,

T E S L A Ä R Ä N S Å L Ä N G E den enda biltillverkaren som säljer elbilar med SiC, övriga använder IGBT:er. I Teslabilarna sitter SiC-komponenter på 650 V från ST Microelectronics, men under nästa år lovar till exempel ­Hyundai en elbil med 800 Vbatteri och SiC-komponenter.

Anledningen till att biltillverkarna vill gå upp i spänning är dels för att kunna ladda snabbare, dels för att minska ledningsdragningen i bilen.

Parallellt med att II-VI arbetar

Tills för ett drygt år sedan agerade II-VI enbart som materialleverantör inom kiselkarbid (SiC). Företaget är tvåa i världen på SiC-substrat för kraftkomponenter efter Cree.

Förra sommaren blev det officiellt att II-VI ingått ett licensavtal med General Electric kring en SiC-mosfet som GE utvecklat men tidigare enbart använt internt. Kort därpå köpte II-VI svenska Ascatron, som utvecklar epitaxistrukturer för kraftkomponenter i kiselkarbid liksom egna SiC-kretsar. Verksamheten bedrivs i

Electrumlabbet i Kista och har även den rötter i Acreo-forskning.

Köpet av Ascatron gjordes i samband med att II-VI beslutat att gå upp i värdekedjan med den långsiktiga ambitionen att nå samma position inom SiC som det idag har inom opto: att bli en större leverantör av allt från substrat till kretsar.

Därmed tar II-VI upp kampen med Cree, Infineon, Rohm och ST, som idag är de fyra stora leverantörerna av SiC-komponenter – dioder och transistorer. Samtidigt kan dessa

komponenttillverkare enbart köpa substrat med epitaxi från två företag idag: amerikanska Cree eller japanska Showa Denko. Det ska II-VI ändra på med hjälp av sitt utvecklingsnav i Kista.

Nyligen meddelande dessutom II-VI :s vd Vincent Mattera att räkenskapsåret 2021 avslutats med 3,1 miljarder dollar i intäkter, och att företaget under de kommande tio åren planerar att spendera en miljard dollar på sitt nya affärsområde kiselkarbid.

paciteten står sig kan du jämföra med världsmarknaden som just nu ligger på runt 300 000 skivor per år.

– Parallellt rekryterar vi både till epi-sidan och för utveckling av komponenter. Idag är vi 15 här i Kista, men vi siktar på att bli ett team på 23 personer under hösten.

– Vi fungerar som ett utvecklingsnav inom II-VI, där vi utvecklar vår epitaxiprocess och även komponenter, men vi är också en pilottillverkningsenhet för epitaxi.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

PÅ F R ÅG A N om vad det är som driver på utvecklingen inom kiselkarbid just nu blir svaret i första hand elbilar, men också solpaneler och datacenter.

– På lite längre sikt tror jag att även vindkraft kommer att vara betjänta av SiC-lösningar, men där finns det mycket utmaningar att bygga för högre spänningar.

Samtidigt är det vanskligt att sia om var och när en ny teknik tar fart. Ofta krävs det en pionjär som Tesla, som vågar ta steget mot något nytt för att andra ska följa efter.

– När det blev klart att Tesla använder SiC i sin modell 3 ökade intresset från konkurrenter och leverantörer direkt. Det går att se i historiska marknadsdata att hela marknaden för SiCkomponenter gick upp ett rejält hack när modell 3 började säljas, berättar Christian Vieider, och skrattar: – Hade inte Tesla funnits hade väl alla biltillverkare suttit och sugit på sina gamla kiselkomponenter även i framtiden.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Schottkydiod 1200V, 20A.

11

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Elektroniktidningen presenterar ett axplock små och stora företag, men också projekt, som satsar på att k­ ommersialisera material för att skapa miljövänlig energilagring i form av ­batterier eller superkondensatorer.

För et Gru agsna mn nda : En t: 2 Skiss på Or t erp 0 : 1 S 8. oly. t kommande o c Ant kho battericeller. al a l m . nst Spe äll cial itet da: 10 Till . : Ba äm Sta tion pning tterite k ( ä nik. r en prim Lån Lice gsikti ergilag är): nsie g aff ring r ä .

Fin ans ingsm rsidé: &b ode ieri i d n l l . r g kro a nor g): ca (inves .

25 m ter iljon ing er Mylad Chamoun med batteriprototyp.

Laddar för att ladda oladdbart I maj anlände pilotlinan och i början av augusti var den fullt installerad på Greenhouse Labs i KTH. Här ska Enerpoly tillverka prototyper av sitt uppladdningsbara batteri tänkt för stationär energilagring. Nästa år ska batteriet vara redo att demonstreras för potentiella kunder.

medgrundare av Enerpoly, ska han ta tekniken ur labbet.

– Det här är en konkurrensutsatt sektor, så det är väldigt viktigt att snabbt få marknadsacceptans, konstaterar Mylad Chamoun, och fortsätter: – Vår strategi är att få fram en produkt att demonstrera till våra kunder så snabbt som möjligt.

Ett fulladdat alkaliskt batteri används en gång för att därefter återvinnas eftersom kapaciteten hos det försämras avsevärt vid upprepad upp- och urladdning.

Problemet är att manganoxiden bildar ett elektrokemiskt inaktivt material vid den positiva elektroden. Det går helt enkelt inte att få tillbaka energin.

Efter år av forskning, och många timmar i labbet, har Mylad Chamoun lyckats förhindra att det inaktiva materialet bildas vid batteriets positiva elektrod.

Han har alltså rundat problemet att inte kunna ladda ett alkaliskt batteri med gott resultat. Tillsammans med Samer Nameer,

D E N N A S O M M A R har gått till att installera en pilotlina för att producera battericeller som anlände något sent efter att fraktfartyget som den transporterades med försenades. Nu är linan fullt installerad i KTH:s inkubatorlabb Greenhouse Labs.

– Just nu håller vi på att genomföra våra första pilottester för att skala upp produktionen.

Mylad Chamoun påpekar att det som byggts upp är av ett större format än labbskala.

– Vi kan med vår pilotlina tillverka runt 20–40 kWh/år. Det tar oss inte långt om vi vill nå volym, utan syftet är att ta fram produkter så att vi kan demon-

12

strera tekniken för framtida kunder.

En viktig detalj är att produktionslinan använder sig av liknande rulle-till-rulle-metod som industrin använder vid tillverkning av litiumjonbatterier idag.

Det som skiljer är materialet som ingår och atmosfärmiljön vid tillverkning.

Det gör att en framtida licensieringsmodell passar som hand i handske för företaget.

– Om vi ska nå de extremt höga volymer som krävs för batteritillverkning skulle det krävas väldigt mycket kapital. En licensieringsmodell tillåter oss istället att fokusera på vår kärnkompetens, som är forskning och teknisk utveckling, förklarar Mylad Chamoun.

D E B AT T E R I T I L LV E R K A R E som företaget ser som de mest troliga framtida licenstagarna är batteritillverkare som inte har fokus på elfordonsmarknaden, för deras produktionslinor är redan fullt ockuperade.

I detta spår passar ett demonstrationsprojekt finansierat av Energimyndigheten med 3,8 miljoner kronor väl in. Sedan några veckor har det kommit igång efter att ha fördröjts av myndigheten under pandemin.

– Vi har rekryterat två personer till projektet, som vi drog igång i mitten av augusti.

Projektet är ett samarbete med Polarium, Uppsala ­universitet och KTH. Polarium, som tidigare hette Incell, utvecklar och tillverkar litiumjonbatterier för stationära energilagringstillämpningar.

Samarbetet ska resultera i en energilagringsprototyp som ska tillverkas i den just färdigställda produktionslinan på Greenhouse Labs.

– Nu har vi fått detta att rulla på bra. Tanken är att vi ska ta fram en prototyp som ska demonstreras i slutet av detta år, för att sedan pilottestas under nästa år, säger Mylad Chamoun.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

För Brig etagsn h a Gru t Day G mn: rap nda hen t Or t e. : Sto : 2017. ckh Ant olm al a . ns Spe cial tällda : 6. itet Till : ä lagr mpni Grafen a oc ng: fl h le Blan agor.

Lån da e d g a s Ege ikti ner nna ga n t gi Fin tillverk ffärsi . ans d n é i n : &b ier g. kro idrag) ing (in nor : v 1 e 0 s kro nor , söker miljon tering 2 för ind 5 milj er ustr one ipilo r t.

Ska göra grafenflagor ur biomassa biomassa – alltså skogsrester.

Teoretiskt är grafen ett lager kolatomer som leder ström utan motstånd. Praktiskt är det uppbyggt av flera kolatomlager. Ju fler atomlager, desto gråare och sämre är de elektriska egenskaperna.

Bright Day Graphene kör på i ett högt tempo.

För ett år sedan var verksamheten väldigt småskalig. I ett labb i Electrum i Kista skapade företagets teknikchef och medgrundare Anna Carlsson grafenflagor manuellt parallellt med att utrustningen till en första pilotlina var beställd.

– Idag har vi en pilotlina i Electrum-labbet. Där har vi verifierat att vi kan producera i en kontinuerlig process, även om det fortfarande handlar om mycket små volymer, berättar Malin Alpsten, vd på företaget och medgrundare.

– Nu står vi inför nästa uppskalning. Närmast ska vi ta in pengar för att börja bygga en industriell pilotlina under nästa år.

I skrivande stund diskuterar Bright Day Graphene med två anläggningar i Värmland för etablering av sin kommande industripilot.

– När den är klar planerar vi att producera omkring ett ton material per år.

Företaget har utvecklat en process som ger grafen ur uppvärmd

Graphene, är genomskinligt, böjligt och leder ström extremt bra. En flaga är upp till en kvadratmillimeter, vilket är klart större än grafen som kommer ur grafit. Storleken är intressant eftersom varje övergång mellan olika flagor skapar ett motstånd – större flagor leder helt enkelt ström bättre än små.

Materialet kan användas inom en mängd områden, även om Bright Day Graphene allra helst vill testa egenskaperna med sikte

FOTO: ANNIKA AF KLERCKER

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

F Ö R E TAG E T S M AT E R I A L , Green

att användas i kondensatorer för energilagring. Ju mer renodlat grafen, desto mer laddning går att lagra. Du närmar dig helt enkelt det teoretiska max för superkondensatorer.

på energilagring och elektronik.

Under detta år har en handfull projekt med potentiella kunder rullat på. Ett är med Uppsalaföretaget Peafowl Solar Power, som utvecklat näst intill osynliga solceller tänkta att driva IoTsensorer.

Tillsammans tittar företagen på att göra något som på engelska heter TCF, transparent conductive films. Det handlar om genomskinliga ledande material.

– Just nu testar vi att använda sådant material i Peafowls solceller, men transparenta ledande filmer kan även används i många andra tillämpningar, till exempel i skärmar och annan elektronik.

Innan Malin och Anna grundade företaget var de inne på att göra energilagring. Grafen passar till exempel väldigt väl för

Malin Alpsten och Anna Carlsson har startat Bright Day Graphene som är ensamt om att tillverka grafen ur biomassa med en uppskalningsbar metod.

S Å D A N A KO N D E N S ATO R E R kan var ett intressant alternativ till batterier i lagringssammanhang, eftersom de lagrar laddning elektrostatiskt. Inga kemiska reaktioner som åldrar ett batteri ingår; en kondensator kan laddas mångdubbelt fler gånger än ett batteri. Likaså laddas den upp och ur på några sekunder, vilket betyder att en superkondensator exempelvis skulle kunna användas för att snabbladda en elbuss vid varje station.

Om allt går enligt plan hoppas Bright Day Graphene att på sikt gå över till fullskalig produktion.

– Vår huvudplanen är att själva tillverka materialet, så i steget efter den planerade industripiloten vill vi bygga en fullskalig fabrik.

Var är ännu inte beslutat.

– Nej, så långt har vi inte kommit men i mitt huvud tänker jag Sverige, och det har mycket att göra med att vår råvara finns i ett stort överflöd här. Därför känns det naturligt, säger Malin Alpsten, och förtydligar: – Det vi däremot vet är att industripiloten kommer att hamna i Värmland.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

13

▲ ▲

Under nästa år planerar Bright Day Graphene att ta nästa steg i sin uppskalning. Då ska företaget bygga en industriell pilotlina med kapacitet att tillverka ett ton grafenflagor per år. Sannolikt hamnar den i Värmland.

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Batterier på rulle Råvara från skogen skulle kunna användas till mycket mer än papper och förpackningar. Genom att blanda i olika naturliga polymerer i pappersmassan går det att tillverka batterier med en vanlig pappersmaskin. Billerud Korsnäs vill kommersialisera tekniken.

– Det kommer aldrig att bli ett batteri för flygplan och bilar. Vi behöver mer material för en viss energimängd. Däremot har vi hög laddningstäthet, vi kan spara många laddningar på liten plats.

Och så kan vi göra hög effekttäthet så vi kan få ut laddningarna under kort tid.

Det sade Lars Sandberg på Billerud Korsnäs till Elektroniktidningen hösten 2019.

Att snabbt kunna avge höga strömmar gör att pappersbatteriet kan ses som en kombination av en superkondensator och ett batteri.

Tillverkningen sker på samma

sätt som avancerade förpackningar, olika homogena lager bakas ihop till en färdig kartong som rullas upp på en rulle.

Processen skiljer sig därmed från tryckt elektronik där man har ledarmönster i olika lager.

E L E K T R O D E R N A till ett pappersbatteri tillverkas av pappersfibrer som blandas med en polymer som även den kan framställas av skogsråvara. Det behövs inga tillsatser av jordartsmetaller.

Resultatet blir ett homogent och svart ”papper”.

Elektroderna kan användas för att bygga batterier på många olika sätt. I den enklaste formen är batteriet symmetriskt med samma typ av elektrod på framoch baksida. Lagret mellan elektroderna utgörs av en separator som kan vara ett vanligt papper.

Sen kan man stoppa in elektroden i olika typer av batterikemier med sina olika för- och nackdelar.

Precis som ett litiumjonbatteri går även pappersbatterierna att ladda upp ett antal gånger. Hur många cykler de tål beror bland annat på hur elektroderna är utformade och hur barriärerna som hindrar främmande ämnen att läcka in designas.

Dessutom påverkas livslängden av hur hårt man laddar.

S O M M A R E N 2019 tillverkade Billerud Korsnäs ett pappersbatteri i lite större volym. Det skedde hos forskningsinstitutet Rise som har en pappersmaskin för forskningsändamål.

Ett antal företag och institutioner fick batterier för att testa i olika tillämpningar men hur det gått får vi inte veta.

– Jag kan på grund av avtal med extern part inte ge någon information just nu. Beklagar detta, skriver Lars Sandberg i ett färskt mejl till Elektroniktidningen.

Förutom storskalig energilagring är smarta medicinförpackningar möjligt med pappersbatterier. Förutom att lagra energi skulle det även kunna fungera som ett enkelt mönsterkort.

PER HENRICSSON per@etn.se

One-stop shop for product testing

CLIMATIC TEST

MECHANICAL TEST

IP & CORROSION TEST

EMC TEST

ELECTRICAL SAFETY

MADEBYDELTA.SE

14

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Snabbladdat, billigt och miljövänligt Det tillverkas av biomassa, vatten och en elektrolyt med enkla metaller. Resultatet blir ett mellanting mellan en superkondensator och ett batteri. Pandemin har stoppat arbetet, men KTH-avknoppningen Skopas Tech håller just nu så sakteliga på att åter­ starta verksamheten.

en superkondensator och ett laddningsbart batteri.

En superkondensator kan som bekant laddas upp mycket snabbt och levererar höga strömmar. Däremot behåller den inte laddningen lika länge som exempelvis ett litiumjonbatteri. Det senare har också högre energi­densitet, det innehåller mer laddning per volymsenhet.

T I D E N D E T TA R AT T L A D D A är upp till 95 procent snabbare än ett litium­jonbatteri samtidigt som

biomassa och en vattenbaserad elektrolyt med någon enkel metall, vilket gör det enkelt att ta hand om när det är förbrukat.

det är betydligt billigare. Jämför man med en superkondensator är ­energidensiteten två till tre gånger högre. Siffrorna är verifierade av forskningsinstitutet Rise.

Batteriet tillverkas av kol från

TÄ N K B A R A T I L L Ä M P N I N G A R är elektriska verktyg, men batteriet passar också produkter som laddas med solceller och allt som drivs med energiskördning.

Långsiktigt vill företaget ha in det i fordon, framför allt tåg och bussar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Utvecklingsverktyg på en och samma plats Tusentals verktyg från hundratals pålitliga tillverkare

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

mouser.se/dev-tools

15

▲ ▲

Företaget hade börjat arbeta med försökskunder, men pandemin slog till våren 2020 och arbetet pausades.

– Vårt team är väldigt internationellt och har inte kunnat resa, säger Natalia Skorodumova som är professor vid KTH och medgrundare.

Planen nu är att återstarta verksamheten för att vara tillbaka med full styrka inom ett år.

– Kanske har vi till och med bättre resultat då.

Tekniken bygger på mångårig forskning från KTH och funge­ rar som en korsning mellan

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

För et Gru agsna mn nda : Alt t Or t ris. : Up : 2017. p Ant sala a . l a var a 1 nstä Spe 7 till å llda: 1 r kat cialite sskifte 3, ska odm t: N t atri . ate Till um r ä bas ene mpni ial. era t billi rgilag ng: St gar ring atio e fo när m Lån e rdo n äv n. en f Tillv gsikti ör erk g aff a ä Fin k r a s tod idé ans ma kro t : n ier 50 m or, sk ing: 30 erial. a m t iljon a in er k y iljon ron tterlig er or. are

Stark medvind för natriumbatteri Det har gått fort för Altris sedan Elektroniktidningen skrev om bolaget för ett år ­sedan. Kunder i 12 länder testar företagets natriumbaserade katodmaterial, kassan ska fyllas på med 50 miljoner kronor och så har fordonsindustrin seglat upp som en högst möjlig kund vid sidan av stationär lagring.

– Vi växer och vi ser att våra planer infrias, det är ett väldigt momentum i vår affär, säger Adam Dahlquist, som är vd.

Företaget knoppades av från Uppsala universitet så sent som 2017 för att kommersialisera en tillverkningsmetod för ett natriumbaserat katodmaterial som kan ersätta litium, kobolt och nickel i dagens laddningsbara batterier.

Materialet blir både billigare och miljövänligare än dagens alternativ. Det består av järn, kväve, natrium och kol vilket företaget fyndigt döpt till Fennac (FeNNaC). Inom kemin är det däremot känt som ”Preussiskt vitt”.

Den stora tillämpningen för natriumbatterier är stationär lagring.

– Där har vi möjlighet att bli marknadsdominerande men vi blir mer och mer övertygade om att det finns andra områden där Fennac kan ta en andel.

Han syftar på lite enklare och billigare elbilar.

16

– Om jag sa att jag trodde på det för ett år sedan var jag modig, men nu inser alla i branschen att det är rimligt.

D E T Ä R ÅT E R I G E N T E S L A som ligger först i spåret. Företagets batterileverantör i Kina gör LFPbatterier, det vill säga batterier med litium, järn och fosfat. I USA har företaget använt Panasonics teknik för NCA-batterier som innehåller nickel och kobolt vilket gör dem bättre ur energiperspektiv men samtidigt är det ämnen som finns i begränsad mängd och där utvinning ofta är etiskt tveksam.

LFP-cellen har dock inte samma energitäthet. Den är 70 procent jämfört med NCA men jämförelsen är inte enkel.

LFP-cellerna är mindre brandfarliga vilket innebär att man slipper en del av de skyddsåtgärder som NCA-celler kräver.

Skillnaden i vikt och storlek mellan två färdiga batteripackar är därför mindre än om man jämför två celler.

Tilläggas kan att även Volkswagen och kinesiska BYD svängt och vill ha LFP-batterier.

– Det var helt otänkbart för ett år sedan, säger Adam Dahlquist.

Fennac har ungefär samma energitäthet per kilogram som LFP, men är något sämre mätt per volymenhet. Det svenska natriumbaserade katodmaterialet är inte heller lika brandfarligt

som dagens litiumjonkapacitet motsvarar det batterier, så det kan 1 GWh. mycket väl passa fler Det är tillräcklig för elbilar än bara de bilatt en del av kunderna ligaste. ska kunna göra komTilläggas kan att den mersiell produktion av kinesiska batterijätten celler. Tillverkningen CATL så sent som i juni sker satsvis och planen Adam Dahlquist gick ut och sade att föreär att utnyttja en tredjetaget vill bygga upp ett ekosysdel av kapaciteten år 2023 vilket tem för natriumjonbatterier. skulle innebära att företaget – Nu kan ingen säga att det är börjar gå plus ekonomiskt. en teknik för en avlägsen framtid.

– Vad vi tror nu så behöver vi bygga en större anläggning år 2024.

PÅ P LU S KO N TOT för Fennac Ännu finns inte Fennacbattefinns dessutom det faktum att rier i någon applikation. materialet fungerar bättre än – Vi räknar med att komma konkurrenterna vid höga och dit i vinter. Om det blir vi eller låga temperaturer plus att det någon av våra kunder som blir kan avge mycket effekt under först får vi se. kort tid.

– Utöver det kan man ladda ur det helt och hållet utan att det går ÄV E N O M H U V U D A F FÄ R E N är att sönder. tillverka och sälja katodmateral Altris har en mindre pilotlina tittar företaget på hela cellen för i Uppsala som kan tillverka unatt göra den så grön som möjligt. gefär tio kilo Fennac per dag. Det – Vi har anodmaterial från förmotsvarar cirka 5 kWh färdiga nybara källor, vi har kvalificerat batterier. en separator av ett träfiberbase– Just nu håller vi på att skala rat material och vi har en binder upp den tio gånger för att kunna (klister) som är fluorfritt. göra riktigt stora demonstraArbetet har gjorts tillsammans tionsprojekt men den stora med partnern Lifesize i Uppsala uppskalningen sker nästa år då som drivs av den pensionerade vi ska kommer igång med indubatteriprofessorn Josh Thomas. striell produktion, säger Adam – I slutändan är det våra kunDahlquist. der som bestämmer vad de vill Den fabriken ska vara klar att ha, men vi har visat att det går att köras igång i oktober 2022 och göra, säger Adam Dahlquist. får en kapacitet på två tusen ton PER HENRICSSON per@etn.se Fennac per år. Mätt i batteri­ ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

För Lign etagsn a a Gru Energ mn: y. nda t: 2 Or t 017 :N .

Ant orrkö pin al a g. nst Spe ä kon cialite llda: 4 den + ko t: B sato atte Till ri oc nsulte ä r.

Pap mpni r. h su ng pe per Lån rsbatt (prim Pro gsikti eri för är): duk g a sen sore tion ffär Fin r. + lic sidé ans : bid i e e ns rag ring ): 25 (inv iering. e mil jon sterin er k ron g & or.

Pappersbatteri håller solcell vid liv För ett halvår sedan blev sido­ spåret nytt huvudspår. Det betyder att Ligna nu satsar fullt ut på att ta fram en liten tryckt komponent som lagrar energi – i första hand för att stötta energiskördare av olika slag, exempelvis Epishines solceller – men på sikt tänkt som en katalogprodukt som kan köpas separat.

Ligna lutar sig mot en materialkombination med rötter i forskning från Linköpings universitet som gör att det går att framställa energilagring – batterier och superkondensatorer – baserade på råvaror från skogen.

Hittills har företaget provat att göra battericeller i en mängd olika format – från knappceller till påsbatterier i olika storlekar liksom cylindriska batterier.

– Allt detta går att göra med samma materialsammansättning, säger Peter Ringstad, vd på Ligna.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

S V E N S K A P O L LU X I N N O VAT I O N gör sensorenheter för bland annat temperatur, fukt och luftkvalitet som drivs av Norrköpingsföretaget Epishines tryckta organiska solceller för inomhusbruk.

– Vi tänker oss att den storleken som passar Epishines solcell i den dosa som Pollux gör ska ha en så generisk utform-

Ligna Energy skapar litet energi­ lager som kan driva små solceller och IoT-sensorer.

av året för att sedan ning som möjligt. Det trimmas in och köras blir i förlängningen en under 2023. standardprodukt som – Vi måste få till ska kunna säljas via en högautomatiserad distributörer, men som produktion med en också kan anpassas vid årsvolym på ett antal större kundkontrakt. miljoner för att komma Höstens produkPeter Ringstad ner i kostnad per enhet. tion kommer att skötas Om marknaden sedan vill ha genom ett samarbete med fler enheter är företaget inne på kanadensiska Ynvisible, som att hantera det genom att hitta en sedan några år satsar storskaligt licenstillverkare på att trycka elektronik på rulle i – Det är vår uppskalningstanke.

Linköping.

Vi tänker på samma sätt både när En stor fördel är bland annat det gäller de små enheterna som att batteriet kan tillverkas i en rulle-till-rulle-process. Elektrod- kan driva sensorer och skärmar, materialen belägger med en tunn och de som i framtiden är tänkt metallfolie i trycklinan och dessa för storskalig energilagring. läggs sedan samman med en cellulosabaserad separator. Det AT T F Ö R E TAG E T BY T T från storskaaktiva materialet i den positiva lig till småskalig energilagring i elektroden består av kol och ett första steg innebär på intet vis lignin, medan den andra sidan att det övergivit den förstnämnbestår av en annan organisk da satsningen polymer och kol.

– Nej absolut inte. Vi ser att det finns goda möjligheter för en produktgeneration för storskaR E S U LTAT E T Ä R B I L L I G T , miljövänlig energilagring. Däremot ser ligt och säkert. Likaså får enhevi att vi bör höja oss ett snäpp terna avsevärt bättre cyklingsvad gäller energitäthet i vårt egenskaper vid djupurladdning grundmaterial, säger Peter och än vanliga litiumjonbatterier. förtydligar: Parallellt med att enheterna – Parallellt med att vi nu börjar tillverkas hos Ynvisible tittar tillverka små enheter utvecklar Ligna på att bygga upp en egen vi tekniken och förbereder oss produktionslina i Norrköping. för att med en högre energitäthet – Vår plan är att investera i i ett steg två gå mot storskaliga utrustning och börja bygga en tillämpningar. egen lina under nästa år. Var är inte bestämt, men målet är att ANNA WENNBERG anna@etn.se den ska vara uppsatta mot slutet

17

▲ ▲

S A M T I D I G T H A R L I G N A insett att den storskaliga energilagringslösning, med giga-produktion, som lockar långsiktigt kanske inte är den rätta vägen att starta på. För ett nystartat bolag kräver den väldigt mycket kapital.

– Därför har vi för ett halvår sedan tagit fram en tryckt mindre komponent av vår lösning som vi fokuserar på just nu. Det blir vår instegsprodukt som gör

att vi kan börja producera och leverera lönsamt.

Det närmaste målet är att tillverka tusen små pappersbatterier till jul. En intressant detalj är att alla redan är sålda.

– Genom ett Vinnova-projekt har vi ett samarbete med Epi­ shine och Pollux kring en tänkt ”dosa” som komponenterna ska sitta i, tillsammans med sensorer och IoT-elektronik. Där ska de första tusen troligen in.

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK THOR BALKHED, LIU

Jesper Edberg, forskningsledare vid Rise, Isak Engquist, biträdande professor och Patrik Isacsson, industridoktorand vid LiU, med en rulle elektroniskt papper.

FORSKNING: Ett steg närmare elektroniska Svenska forskare har visat att det går att tillverka papper med inbakad elektronik i en pappersmaskin. I ett pilot­ projekt har de tillverkat 10 meter långa och 20 centimeter breda elektroniska pappersremsor. Nästa steg är ta fram en prototyp av en energi­ lagringskomponent.

– Vi arbetar med att göra ett papper som i sig är elektroniskt, till skillnad mot när man trycker elektronik på papper eller annat substrat, förklarar Isak Engquist, biträdande professor i organisk elektronik vid LiU i Norrköping.

Den långa rullen ­elektroniskt papper är resultatet av två forskningsinitiativ som korsats:

18

projektet 0D+1D+2D=3D och DCC (se ruta).

– Genom DCC blev vi varse att Ahlstrom-Munksjö har en pilotlina i Frankrike med personal som är van vid att jobba med konstiga papper. Där utvecklar företaget nya typer av papper för den egna produktionen.

D E T Ä R I D E N pilotpappersmaskinen som forskarna nu tagit steget från ett litet ark i labbet till tio meter långa pappersremsor.

– Det har varit en jätterolig möjlighet, för någon sådan pilotpappersmaskin har vi inte här i Norrköping.

Pappersremsorna är gjorda av en blandning mellan cellulosa, ledande polymerer och aktivt

skriva en vetenskaplig artikel om kol. Vid tillverkningen sprids själva pappret, vilka egenskaper blandningen uppblött i vatten ut det får när vi mäter upp det och på ett finmaskigt plastnät. Därefter avlägsnas vattnet i flera steg hur vi gör det. Detta är så nytt att innan pappret till slut rullas upp. vi inte hunnit färdigt än.

Efter att de färdiga rullarna nått Sverige har forskarna konÄV E N O M PA P P R E T i framtiden staterat att resultatet ser oerhört kan komma att vara användbart lovande ut. Pappret har hög i flera olika tillämpningar – ledningsförmåga och på sikt tros exempelvis klippt itu för att driva det ha potential att användas för IoT-sensorer – är forskarnas volymtillverkning av energilagdröm storskalig energilagring. rings- och elektronikEn stark drivkraft är komponenter. just att försöka ta fram Närmast har forskarna material och processer två mål i sikte. Det ena för storskalig energilagär att bygga en energiring som är hållbar. Det lagringskomponent – en betyder att materialen superkondensator – av ska vara förnybara och pappret. inte giftiga eller sällsynta, Isak Engquist – Det andra är att men också att produkELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK AHLSTROM-MUNKSJÖ

En blandning av cellulosa, ledande polymerer och aktivt kol uppblött i vatten sprids ut på ett finmaskigt plastnät för att sedan torkas och slutligen rullas upp.

’’

pappersremsor på rulle tionsmetoderna ska vara hållbara och inte involvera farliga lösningsmedel eller andra processer med stor miljöbelastning.

Den planerade prototypen ska tas fram i Norrköping.

– Tidigare har vi tillverkat denna typ av superkondensatorer i liten skala i labbet och publicerat kring det. Mätdata för det nya pappret är redan jämförbart med labbresultatet, konstaterar Isak Engquist.

F Ö R D E N I N S AT TA betyder det att papprets specifika kapacitans per viktenhet preliminärt ligger över 85 Farad/gram, men forskarna tror att de kommer att kunna nå 100 F/g vilket väl motsvarar kommersiella superkondensatorer.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

”Det har varit en jätterolig möjlighet, för någon sådan pilotpappersmaskin har vi inte här i Norrköping.”

Tittar man på kapacitansen per ytenhet så ligger den på cirka 0,3 F/cm2. Målet är att nå 1 F/ cm2, vilket vid en spänning på 1,5 V skulle ge runt 0,4 mAh/ cm2.

För den mindre insatta säger Isak Engquist: – Vi är klart nöjda. Mellan tumme och pekfinger brukar jag säga att vi får en energitäthet som är en tiondel av en vanlig uppladdningsbar battericell, medan

HISTORIK

effekttätheten ligger åtminstone lika bra till med potential att bli bättre.

O N E K L I G E N S E R R E S U LTAT E T

lovande ut. Trots det finns ingen tanke på en avknoppning.

– Nej, i så fall är det mer troligt att användbara resultat från denna forskning går in i ett redan existerande företag, exempelvis Ligna som också deltar i DCC, säger Isak Engquist.

Tekniken som Ligna Energy (se sid 17) arbetar med att kommersialisera har rötter i samma första forskningsprojekt mellan LiU och KTH som denna forskning.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet Campus Norrköping visade upp den första prototypen av elektroniskt papper – ett ark på 15 centimeter i diameter – år 2015. Därefter har forskare från LiU, KTH och Rise vidareutvecklat konceptet inom det femåriga SSF-projektet 0D+1D+2D=3D. En elektronisk 3D-struktur, som bygger på strukturen i vanligt papper, har tagits fram.

I slutet av 2017 drog Digital Cellulose Center (DCC) igång.

Det är forskningscenter lett av Rise med fokus på att utveckla elektriskt aktiva produkter av cellulosa. Här ingår deltagarna i 3D-projektet men också andra, däribland pappersbolaget Ahlstrom-Munksjö. Synergier mellan DCC och 3D-projektet har visat att elektroniskt papper kan produceras i industriell skala.

19

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK Merparten av kunderna har tidigare varit helt utan el.

Village Energy: Skräddarsydd I Uganda kan solceller på taket sänka elnotan. Eller vara den enda vägen till elektrifiering. Village Energy täpper till hål i landets resa mot full elektrifiering.

120

watt solpaneler på taket till ett lågstadium och 172 kilowatt på taket till en kaffefabrik. Det är spännvidden på de uppdrag som går till ugandiska solcells­ installatören Village Energy.

Lågstadiet hade ingen nät­ anslutning alls. Kaffefabriken var visserligen redan ansluten till elnätet, men solcellerna drog ner dess elkostnader med 70 procent.

Under de senaste åren har det skett en kraftig utbyggnad av elnätet i Uganda. Det nådde enligt Världsbanken 40 procent av invånarna år 2019 mot bara 18 procent år 2015. Planen är att elektrifiera hela landet till 2030, huvudsakligen genom nätanslutning.

Men majoriteten är alltså fortfarande inte elektrifierad. Att det finns ett elnät i närheten betyder inte att du är ansluten.

– De flesta av våra off-grid-

20

kunder finns i svåråtkomlig glesbygd, berättar Cedric Smith Kirabira, marknadschef på ­Village Energy.

– Även om det finns kraft här har den en av världens lägsta elektrifieringsgrader med en täckning på kring 28 procent.

I Europa installerar vi framför allt solceller för att tränga undan fossil energi för att nå klimatmål.

För en typisk kund till Village Energy idag är solceller snarare den enda realistiska möjligheten till elektrifiering.

– Med en dieselgenerator skulle man få kostnader för bränsle, underhåll och service, utöver att man bidrar med kolutsläpp.

– Även att ansluta till elnätet har blivit dyrt och de som är anslutna klagar ofta över instabil kraft och höga elkostnader.

Solpanelerna har hög installa­ tionskostnad, men den betalar tillbaka sig.

– Underhåll och service exempelvis genom att kostar ganska lite. Och öppettider kan förlängas. i och med att priset på Mobilladdning är ett komponenterna stadigt populärt behov. Village sjunker blir lönsamheten Energy kan ordna gatubehela tiden bättre. lysning av k­ ommersiella Skolans 120 watt är skäl eller trygghetsskäl. lagom för att hålla skolans Då används batterier för Cedric Smith bärbara datorer laddade. Kirabira att flytta solelen från dag En annan skola kanske till natt. installerar solceller för att få ljus En del kunder installerar till sovsalar och gemensamhetsbara batterierna, ingen solel, för utrymmen på kvällen. backup när det opålitliga elnätet stängs av.

Village Energy anlitas även P R O J E K T E N Ä R A L LT I D skräddarsom entreprenör eller konsult sydda på det viset. Kunden har för andras projekt. Kaffefabriken ett konkret behov som Village är ett exempel på det. I en annan Energy inleder med att kartorder elektrifierades 40 skolor lägga för att kunna sedan kunna med några hundra watt vardera dimensionera solpaneler och till en summa av 8 kW. eventuella batterier.

Utöver solceller installerar På ett hälsocenter kan det Village Energy soldrivna vatten­ handla om kylning för vacciner pumpar för både odlingar och eller för att driva ett mikroskop hushåll. Och solfångare, för eller kirurgiska verktyg. värme och varmvatten.

Restauranger, ­gästgiverier, Huvudmarknaden för ­Village kyrkor, småföretag kan få Energy har varit off-grid, kvällsbelysning från batterier platser som är icke nätanslutna. som laddats under dagen. Det Kunder­na ha varit främst små ökar deras omsättning, säger Village ­Energys marknadsföring, och medelstora företag.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK FAKTA

Ugandas el är ren Village Energy skräddarsyr installationen efter kundens behov, ofta bara några hundra watt.

En växande kundgrupp är större bolag som har el men vill sänka kostnaden.

Ugandas elmix är ren, mest vattenkraft – från Nilens källor.

Produktionen har potential för att skalas upp och förbli ren.

Landets elanvändning fördubblades mellan 2012 och 2019. Drygt 82 procent av elektriciteten kom då från vattenkraft. Fossilt var nära sex procent. Biomassa och annat förnybart stod för drygt 10 procent. Ett par procent var solenergi.

Utöver att en stor del av ­vattenkraftspotentialen är outnyttjad – flera stora projekt är under utveckling – är sol­ instrålningen dubbelt så hög som i Sverige och det finns helt outnyttjad geo-termisk energi.

Två orostecken är att klimatförändringar kan hota vattenkraften med torka och att det behöver ske systematisk återplantering av biomassan för att den ska kunna räknas som hållbar.

solel till Ugandas landsbygd Men alltmer efterfrågan har börjat komma från kommersiella och industriella kunder (C&I) som typiskt är kopplade till elnätet, men ser en möjlighet att sänka sin elräkning.

E G E N S O L E L är billigare under dagtid då nätpriset är högre på grund av högre efterfrågan.

Det är C&I som Village Energy sätter fokus på just nu.

Där är det även enklare att ordna finansiering.

– Här växer det. Vi får många förfrågningar från C&I om finansiering, rättsläget, partnerskap och annat.

Privata hem är en mindre ­vanlig kund för Village Energy.

– Det finns ett antal installa­ tionssatser för hemmasolceller på marknaden, men många företag styr bort från dem. De finansieras typiskt på kredit och det har blivit en utmaning för företag att bedriva verksamhet på det viset.

– Även Covid har gjort sitt för att försvåra den marknaden.

Kvaliteten på existerande

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

installationer har klassiskt ofta varit låg. Village Energy har gett sig ut på inspektionsrundor och hittat problem i merparten av de undersökta systemen.

– Dåligt hantverk, ickefunktionella system, felaktiga komponenter, med mera. Vi har kunnat reparera och restaurera ett antal av dessa dåliga system, säger Cedric Smith Kirabira.

En av företagets grundare, Abu Musuuza, berättar om när Village Energy var nybildat.

– Jag mötte familjer som investerat i solteknik för att förbättra sina hushåll. Men tekniken hade gått sönder, och det fanns inga skickliga tekniker eller reservdelar till hands, så de fick återgå till att elda med fotogen för belysning.

Problemen ledde till en backlash med en förtroendekris för solceller.

– Och därmed har den här tekniken fått ett begränsat upptag, trots att den verkligen bär på en potential att stimulera utveckling på landsbygden.

Village Energy föddes 2008

Abu Musuuza

Waringa Matindi

och hade då en strategi som Abu Musuuza i efterhand beskriver som naiv. Produkterna var inte kundanpassade och företaget tog sig vatten över huvudet med att acceptera beställningar trots bara fyra anställda.

I D AG Ä R F Ö R E TAG E T byggt som ett nätverk med lokala sälj- och servicekontor på plats. Ett tjugo­tal tekniker sköter installationer­ na, som har två års garanti och inkluderar underhåll och servicebesök. Systemen drift­övervakas över GSM-nätet med ett operatörsgränssnitt i en molntjänst.

Det finns en social entreprenörsanda kring företaget, som engagerar sig i att sprida kunskap och bygga kompetens kring solcellsteknik.

De två andra grundarna är amerikaner med bakgrund på Tesla respektive Google. Roey Rosenblith har arbetat inom Teslas batteri- och energiverksamhet. Jay Patel hoppade av Google 2014 och anslöt sig när Village Energy gjorde en omstart med ny strategi.

Abu Musuuza har lämnat vdrollen och har idag har flera järn i elden inom entreprenörsskap, coaching, utbildning matchmaking och arbetsskapande i Uganda.

Han rekryterade nuvarande vd Waringa Matindi, som berättar att ficklampa var standardutrustning på hennes dotters internatskola.

– Skolan hade inte råd att alltid ha strömmen igång. Det är ännu värre i skolor på landsbygden där eleverna använder fotogen­ lampor och stearinljus.

– Det som vi gör är att vi ­adresserar en ojämlikhet som orsakas energi-fattigdom.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

21

PE R

R TA T

EX

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

IKEL

Begagnade batterier kan ge billigare energilager Ett extra liv för batteriet blir en extra affärsmöjlighet

K

ommer batterier från skrotade elfordon (EV) att bli ett miljöproblem med tanke på den allt större EV-marknaden? Kanske inte, om vi kombinerar återvinning med återanvändning – att batterierna får ett andra liv i smarta energilager. Särskilt om demonterings- och testprocesserna förbättras.

Dags att lyfta frågan om EV-skrotet Konsumenternas räckviddsångest har börjat gå över och är ett allt mindre hinder mot ökad adoption av elfordon. Den nya

22

Av Mark Patrick, Mouser Electronics Mark Patrick är teknisk marknadschef EMEA på Mouser Electronics.

Utöver ett antal positioner inom teknik och marknadsföring har han under sina åtta år på Texas Instruments arbetat inom tillämpningssupport och teknisk försäljning. I hjärtat är han en praktiskt sinnad ingenjör med en passion för vintage-syntar och motorcyklar, och har inga problem att mecka med vare sig det ena eller det andra.

Han är utbildad elektroingenjör med en Honours Degree av första ­klassen från universitetet i Coventry.

sinnesfriden har flera bakgrunder: fordon och drivlina har fått förbättrad konstruktion, ladd­infrastrukturen har byggts ut, fler snabbladdare har installerats och kunskapen har ökat bland ägare och förare. Köparna har accepterat som ett faktum att dagens elbilar tryggt kan hantera vardagliga resor och att det typiskt endast är undantagsvis som det krävs en paus för laddning. Å andra sidan bär de med sig en olycklig erfarenhet från sina mobiltelefoner: att litium­jonbatterier åldras av upprepad laddning och urladdning. Med åren krävs allt

­kortare tid mellan laddningarna. Även elfordon påverkas i både räckvidd och prestanda av batteridegradering. När kapaciteten har minskat till cirka 80 procent anses batteriet inte längre duga för att driva fordonet. Att nå dit kan ta åtta till tio år, beroende på användning. Det är värt att påpeka att snabbladdning, som presenterats som en del av lösningen på elbilarnas räckvidds- och restidsproblem, är känt för att minska batteriets livslängd ytterligare.

Världen har börjat grubbla över vad den ska göra av alla dessa batterier. Det kan bli en

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK stor utmaning, mätt i volym. Enligt en prognos kommer nära 13 miljoner ton EV-batterier tjäna ut fram till år 2030. Efterfrågan på elbilar kommer att fortsätta växa eftersom länder i Europa och Asien lovat att förbjuda försäljning av konventionella förbränningsmotorfordon vid olika tidpunkter mellan 2030 och 2040. Norge hoppas få bort bensin och diesel redan år 2025, och är på god väg utan förbud: hela 72 procent av nya bilar i ­augusti var rena elbilar.

Initiativen kan leda till att det finns en halv miljard pluginhybrider och elfordon på världens vägar år 2040. Och var och en av dem kommer att i sinom tid addera ett litiumjonbatteri till en växande hög.

Den uppenbara lösningen är att återvinna gamla batterimaterial vid tillverkning av nya batterier. Men det skulle kunna vara ännu smartare ekonomiskt och miljömässigt att först ge dem ett ”andra liv”. Att först försöka utnyttja så mycket som möjligt av den kvarvarande kapaciteten innan batteriet får möta sitt öde i återvinningscentralen.

När de inte längre duger för en elbil kan dessa så kallade second life-batterier användas i tillämpningar där deras minskade kapacitet är ett mindre bekymmer för slutanvändaren. Möjligheter finns att använda dem i energilager i sol- och vindkraftsdrivna mikro­generatorer, som reservkraft eller för reglering av smarta elnät. Eller som mellan­ lager i snabbladdstationer – hur poetiskt vore inte ett sådant öde för ett bilbatteri.

En möjlighet för miljö och företag IDTechEx skrev i en rapport i fjol att den totala kapaciteten i alla second life-batterier år 2030 skulle kunna komma att uppgå till 275 GWh. En fungerande marknad för dem skulle inte bara bromsa bildandet av berg av bättre begagnade batterier, utan även föra med sig nya affärsmöjligheter och jobb.

Begagnade batterier måste samlas in och demonteras. De återställda cellerna behöver testas för att avgöra vilka som är lämpliga för återanvändning. Dessa måste därefter sorteras efter sitt hälsotillstånd och matchas med liknande celler för att ett bra second life-­ batteri ska kunna sättas ihop.

Teknikbolag skulle kunna paketera dessa batterier till säljbara produkter. Vissa har redan tagit steget, till exempel Powervault i Storbritannien. Bolaget producerar smarta energilager. De hjälper privatkunder att spara sin egen sol- och vindenergi, och energi från elnätet när det är lågt belastat. Hemlagrad energi hjälper som bonus elbolagen att balansera kundernas efterfrågan. Det går att undvika höga toppar i förbrukning genom att erbjuda smarta avgifter som är baserade på klockslag.

Stena Metall-bolaget företaget Batteryloop, baserat i Göteborg, har en liknande affärsmodell mot fastighetsägare. Batteryloop bygger energilager av second life-batterier från elbilar och adderar egen hårdvara och mjukvara. Systemet tar bland annat hänsyn

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

till SMHI:s prognoser för att bestämma vilken el som ska sparas och vilken som ska säljas tillbaka till elbolaget.

Teknik och kunskap för att implementera viktiga funktioner som batteristyrning och strömskydd finns hos etablerade leverantörer som Analog Devices, Maxim Integrated, Microchip Technology och Texas Instruments.

Texas Instruments har publicerat en referenskonstruktion för ett skalbart batteristyrsystem på litiumjonbatterier, lämpligt för bil- och energilager. Analog Devices har publicerat flera referenskonstruktioner inom batteristyrning och säkerhet, och även ett batteritestsystem.

Ny reglering av elbilsbatterier är under utveckling. Den förväntas komma att lägga ansvaret på biltillverkaren att se till att batterier från deras fordon inte bara hamnar på en soptipp.

B I LT I L LV E R K A R N A S J Ä LVA adresserar second life på flera olika sätt: • Nissan Europe har anslutit sig till en grupp expertorganisationer som undersöker second life-perspektivet och har byggt en energi­ lagerprototyp på 1 MWh. Projektet har utvecklat en metod att utvärdera batterier för second life-användning. Metoden ska kunna minska tiden för utvärderingen från drygt tre timmar till tre minuter.

• Tesla anger i en rapport från 2019 att dess batterier är konstruerade för att överleva fordonet och att 100 procent av batteri­ enheterna ska återvinnas när bilen skrotas, vilket typiskt kommer att vara efter 200 000 till 300 000 km. Baserat på uppgifter om ­Teslas samlade bilflotta har skrotbatterierna då generellt mer än 90 procent kvar av sin nykapacitet.

• Volkswagen har delat med sig av sina planer både för hur batterierna ska få ett and­ra liv och hur de ska återvinnas. Enligt en rapport publicerad av företaget kommer VW den dag det finns tillräckligt med begagnade batterier, att ge dem ett andra liv i energilager både i egna anläggningar och i projektsamarbeten med leverantörer och städer.

VW:s forskning säger att vissa batterier till och med kommer att kunna renoveras för återanvändning i andra elbilar efter att specifika komponenter bytts ut. De som inte kan återanvändas eller återtillverkas kommer att demonteras och krossas för återvinning av deras råvaror. Återanvända eller återvinna?

I takt med att marknadens efterfrågan på elbatterier ökar förväntas även värdet öka på råvaror som kobolt, mangan, nickel, koppar, kol och litium. Marknadspriserna på några av dessa material stiger redan snabbt vilket kan tänkas påverka batteriaktörernas beslut om huruvida batterierna ska får ett andra liv eller återvinnas för vidareförsäljning av de allt mer värdefulla materialen.

Något som skulle kunna göra skillnad är att sätta bättre processer på plats för att förbereda batterierna för återanvändning.

Idag är det huvudsakligen en manuell procedur att demontera batterier, testa celler och mäta deras kapacitet. Automatisering och snabbare klassificering, som visats av Nissankonsortiet, kan hjälpa second life-batterier att konkurrera bättre mot nya batterier för energilagring. Å andra sidan finns en potential för förbättring även för återvinningen av batterierna, med kemiska processer som utvinner material av hög kvalitet.

Biltillverkare och deras batterileverantörer skulle kunna göra livet enklare för alla genom att optimera batterikonstruktionen för förenklad demontering från fordonet och efterföljande demontering och separering i komponenter. Ur EV-köparens synvinkel skulle en hälsosam second life-marknad och lönsam återvinning – eller båda – kunna bidra lägre total ägandekostnad.

Det kommer visserligen att vara innovationer och marknadskrafter som spelar huvudrollen när det gäller att lösa de ekonomiska och tekniska frågorna. Men frågan om juridiskt ansvar för second life-batterier måste också beaktas. Mer reglering kan förväntas uppstå kring second life-batterier allteftersom nya tillämpningar utvecklas och marknaden växer med nya spelare som kommer in på scenen för att möta det växande utbudet av batterier. Eftersom produkter som utnyttjar second life-batterier fortfarande är relativt nya, måste mer prestanda och tillförlitlighetsdata samlas in.

Slutsats Som väl är har frågan om hanteringen av uttjänta EV-batterier börjat lyftas. Second lifetillämpningar och återvinning både skapar möjligheter för minskad miljöpåverkan och erbjuder möjligheter till nya arbetstillfällen. Varje approach kommer med sina egna utmaningar. Begagnade batterier behöver kunna hävda sig i konkurrens både med nya batterier och med återvinning om de ska kunna få ett andra liv i energilager. Återvinning är ändå slutstationen, om inte efter ett första liv, så efter ett andra. n

23

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Kisel eller kiselkarbid?

Verkningsgrad och effekttäthet hos tillämpningen Motståndet mellan drain och source RDSon är mer stabilt över arbetstemperaturområdet hos kiselkarbid jämfört med kisel. Hos en SiC-baserad mosfet ändrar det sig bara med en faktor på cirka 1,13 i temperaturområdet mellan 25 °C och 100 °C medan det hos en typisk kiselmosfet, exempelvis Infineons ­ CoolMOS C7, ändras med en faktor 1,67.

Det betyder att arbetstemperaturen påverkar effektförlusten hos SiC-transistorer i mindre utsträckning. SiC-baserade mosfet:ar är därmed som klippta och skurna för til�lämpningar som har hög temperatur eller så kan de klara sig med enklare kyllösningar och ändå vara lika effektiva.

Drivkretsar När du går från kisel till kiselkarbid dyker

24

EX

IKEL

M

osfet:ar i kiselkarbid (SiC) kan vara betydligt effektivare än motsvarande mosfet:ar i kisel, ändå är det inte alltid lätt att avgöra när kiselkarbid är det bättre valet. Här tar vi upp kriterier som du behöver ta hänsyn till för att komma vidare.

Vid spänningar över 1 000 V har valet tidigare oftast fallit på IGBT:er. Men SiC erbjuder snabbt switchande unipolära komponenter som kan användas istället för bipolära IGBT:er.

Det gör att tillämpningar som tidigare bara gått att realisera vid lägre spänningar (under 600 V ) numera kan klara högre spänningar.

Mosfetar i SiC har även upp till 80 procent ­lägre effektförluster jämfört med IGBT:er.

Infineon har optimerat egenskaperna hos SiC ytterligare med en teknik kallad CoolSiC Trench Technology. Trenchtekniken ger robusta mosfet:ar. Den gör att det blir lättare att nå extra höga tröskelspänningar (Vth) och låg Miller-kapacitans. Den gör också att transistorerna bättre tål oönskade parasitiska effekter vid tillslag än andra mosfet:ar i SiC. Infineon lanserade sina först CoolSiCtransistorer på 1 200 V och 1 700 V, men har sedan utökat produktportföljen med mosfet:ar på 650 V. De sistnämnda kan användas i 230 V-nät. De ger hög verkningsgrad, är robusta och kostnadseffektiva sett på systemnivå – vilket gör dem lämpade att använda i tillämpningar som till exempel telekommunikation, servrar, laddstationer ­ för elfordon och batteripaket.

Om valet står mellan beprövade mosfet:ar i kisel och nyare kiselkarbidbaserade mosfet:ar bör olika kriterier övervägas, enligt nedan.

PE R

R TA T

Välj din krafttransistor med omsorg

Av Hannah Metzner, Rutronik

Hannah Metzner har titeln Product Sales Manager Power på Rutronik sedan tre år. Hon har en magisterexamen i Industrial Engineering från Karlsruhe University of Applied Sciences, ett tyskt universitet för tillämpad vetenskap. På Rutronik hjälper hon kunderna att konstruera en optimal strömförsörjning.

Av René Mente, Infineon Technologies René Mente har titeln Senior Staff Engineer PSS Division (Power and Sensor Systems). Han började på Infineon redan under studietiden som applikationsingenjör inom lågspända mosfet:ar.

Efter examen, år 2010, skiftade han till högre spänningar för att 2017 ta steget till högeffektstillämpningar. Han har en magisterexamen från University of Applied Sciences i Villach, Österrike.

även frågan om lämplig drivkrets upp. Om den drivning som redan används levererar en gate-spänning på 15 V kan den vanligen användas även i fortsättningen. Å andra sidan ger en spänning på gaten om 18 V ett signifikant minskat RDSon – upp till 18 procent vid 60 °C – så det kan vara värt att byta ut drivkretsen.

Helst ska man undvika att mata gaten hos en SiC-mosfet med negativa spänningar eftersom det kan leda till att dess tröskelspänning, VGS(th), driver vilket gör att RDSon ökar med tiden.

Spänningsfallet över source-induktansen i gate-loopen ger hög strömderivata (di/dt), vilket kan göra att VGS(off) blir negativ. En ännu större utmaning utgör en mycket hög

Source

spänningsderivata (dv/dts) orsakad av kapa­ citansen över gate-drain hos den and­ra transistorn i halvbryggskonfigurationen. Det senare kan undvikas med ett lägre dv/dt, men på bekostnad av minskad verkningsgrad.

Det bästa sättet att begränsa den negativa spänningen på gaten är att använda en separat effekt- och drivkrets med hjälp av Kelvin-kontakt och att integrera en diod (clamping diode). Genom att placera en diod mellan gate och source kan den negativa spänningen på gaten begränsas.

Laddningen i backriktningen I resonanstopologier eller konstruktioner som använder hård kommutering av bodydioden är det speciellt viktigt att ta hänsyn

Gate

Source Gate

Drain

Drain

G p+ p n+ n

Skissen jämför en klassisk mosfet med planarteknik (t.v.) och en CoolSiC med trenchteknik (t.h.).

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

Lower Conduction losses I(U) CoolSiC ™ MOSFET 650V

IGBT

U

Lower Conduction losses

Up to 80% lower switching losses

I(U)

I(t) IGBT

CoolSiC ™ MOSFET 650V

CoolSiC™ MOSFET 650V

IGBT

U

t

Mosfet:ar i kiselkarbid har mindre lednings­för­luster och upp till 80 procent lägre switch­ förluster ­jämfört med en IGBT. Detta exempel visar ­Infineons mosfet 650V CoolSiC.

till laddningen i backriktningen (Qrr). Qrr är den laddning som måste bort när transistorn upphör att leda.

Många komponenttillverkare har lagt ner stor möda på att minska Qrr i sina konstruktioner. Infineons transistorfamilj kallad ”Fast diod CoolMOS” är ett lyckat exempel med tio gånger lägre Qrr jämfört med sina föregångare i kisel. Samtidigt har Infineon kommit ännu längre med sin CoolSiC-familj – där har transistorer tio gånger bättre Qrr jämfört med de allra senaste CoolMOS-kretsarna.

CoolSiC-tekniken gör att det går att utveckla system med färre komponenter och enklare kylning vilket i sin tur gör dem enklare, mindre och billigare. Tack vare trenchtekniken har komponenterna dessutom de

allra lägsta förlusterna och den högsta driftsäkerheten.

Effektfaktorkorrigering För närvarande fokuserar industrin på att öka systemeffektiviteten. För att nå minst 98 procents systemeffektivitet måste effekt­ faktorkorrigeringen (PFC, Power Factor Correction) förbättras.

Här kommer SiC-baserade mosfet:ar med förbättrat Qrr till hjälp. Tack vare dessa blir det möjligt att använda hårda switchtopologier för effektfaktorkorrigeringen. Infineon har tidigare rekommenderat en metod kallad triangu­ lärt strömläge (TCM) för sina CoolMOS, men med SiC kan istället en kontinuerligt ledande så ­kallad Totem Pole PFC implementeras.

Kapacitansen på utgången to 80% lower switching losses I en hårtUpswitchad topologi måste energin som byggs upp i kapacitansen på utgången, kallad I(t) EOSS, bort när transistorn börjar leda.

Eftersom CoolSiC-transistorer har högre kaIGBT pacitans på utgången än jämförbara CoolMOS lagrar de mer energi.

CoolSiC™ MOSFET 650V En lägre kapacitans tillåter högre switchfrekvens, men skapar samtidigt en översläng när transistorn börjar leda. Hos en kiselbaserad mosfet kan detta kompenseras för med t ett externt motstånd på gaten som bromsar switchhastigheten. På så sätt går det att nå kravet på 80 procent de-rating (säkerhetsmarginal) över drain-source. Nackdelen med denna lösning är att ett motstånd bidrar till switchförluster.

SiC-baserade mosfet:ar har högre kapacitans på utgången än kiselbaserade krafthalvledare vid en drain-source-spänning på 50 V. Trots det är förhållandet mellan COSS och VDS (COSS/VDS) betydligt mer linjärt. Det betyder att SiC-transistorer kan användas tillsammans med en lägre resistans utan att överskrida den maximala drain-sourcespänningen. Det kan vara fördelaktigt i vissa topologier, som till exempel i en DC/DC-omvandlare baserad på LLC-resonans.

Slutsats Även om kiselkarbidteknik har många fördelar betyder det inte att mosfet:ar i kisel kommer att fasas ut så lätt. Det beror delvis på den betydligt högre framspänningen hos body-dioden – att enbart byta ut en kisel­ transistor mot en i kiselkarbid skulle innebära fyra gånger högre ledningsförluster i body-dioden, vilket gör att det inte går att nå den högsta tänkbara verkningsgraden.

För att faktiskt kunna dra nytta av den hög­re verkningsgraden hos kiselkarbid är det viktigt att konstruktionen kan utnyttja kanalen maximalt. Boost-funktionen för PFC måste användas över mosfet-kanalen och inte i omvänd riktning över body-dioden. Likaså måste dödtider optimeras för att det ska gå att dra nytta av SiC-baserade mosfet:ar fullt ut. n

Våra högströmskontakter från Stäubli är konstruerade för krävande industriella miljöer.

De är utrustade med den beprövade MULTILAM-tekniken som innebär lägsta övergångsmotstånd och extremt hög strömtäthet.

Kontaktdonen är lämpliga för en mängd olika applikationer såsom kraftgenerering och distribution, rack- och panelmontage, maskinstyrningssystem, mobila transformationer m.m.

Kontakta oss för ytterligare information.

08-97 00 70 info@elproman.se www.elproman.se

182x66_högström_2018.indd 1

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

2018-09-03 11:10:16

25

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

GaN-FET är inte svårare EX

R TA T

Här är en PER trimmad lösning för 48 V-system

Av Zhihong Yu, Renesas Electronics America Zhihong Yu är senior medarbetare inom produktmarknadsföring och

konstruktion på Renesas. Han är en erfaren konstruktör inom analogt, kraft, blandsignal, och inbyggda system. Han läste till elektroingenjör på universitetet i Northern Illinois University efter examen i kraftelektronik på Shanghai Jiao Tong University. Innan Renesas har han bland annat jobbat på Infineon.

IKEL

D

igitala konstruktioner baserade på signalprocessorer – det är ett av alternativen idag för att realisera GaN-FET-tillämpningar i 48 V som ska klara höga frekvenser och ha hög verkningsgrad. Orsaken till det är att det saknas styrenheter utformade för att fungera med GaN-FET. DSP-lösningen kräver extrakretsar vilket medför extra komplexitet och utmaningar. I denna artikel introducerar författaren en GaN-FET-kompatibel analog styrenhet som har låg materielnota och kan användas för att konstruera en synkron buck-omvandlare lika enkelt som om det skulle göras i kisel-FET. Men med överlägsen prestanda.

Det är allmänt känt i kraftelektronikbranschen att galliumnitrid-FET (GaN-FET) har överlägsen kretsprestanda jämfört med konventionell kisel-FET. Med sin lägre värmeutveckling på grund av den högre effektiviteten blir dessutom systemkostnaden mycket lägre. Den som tillverkar kommersiella nätaggregat möter dock utmaningar när det gäller GaN-FET i massproduktion.

HÄR Ä R N ÅGR A RÖST E R från våra egna kunder: • En strömförsörjningstillverkare: ”GaN-FETbaserad design skiljer sig helt från hur vi jobbat med kisel-FET”.

• Ett telekomföretag: ”GaN kräver digital styrning, vilket är något vi tvekar inför. Analogkonstruktion är enklare, kostar mindre och är något som vi redan behärskar”.

• En tillverkare av hushållsmaskiner: ”GaNFET är på gång och kommer att bli stort. Det skulle betyda mycket för oss om vi kunde dimensionera ner vår kylning. Problemet är att vi behöver en mikrokontroller också”.

M Å N G A KO N S T R U K TÖ R E R har insett fördelarna med GaN-FET. Men de tvekar inför att använda det skarpt, främst på grund av komplexitetsökningen. Allteftersom GaN-FETkostnaderna minskar börjar besparingarna på systemnivå att kunna kompensera för prisskillnaden.

Om vi antar ​​ att kunden alltid har rätt, hur kan vi då hjälpa till?

Vår lösning på Renesas är att använda 100 V GaN-FET:ar i 48 V-system. I denna ar-

26

Figur 1. Ett typiskt 5G AAU power tree-diagram, exklusive AC-matning.

Den exakta arkitekturen beror på plats, täckning och avstånd till elnät eller lokal kraft.

Figur 2. Referenskonstruktionen EPC9143 tillsammans med DSP-styrenhet.

tikel kommer att utforska hur vi går tillväga med detta, och hur vi tänker på det som ett sätt att hantera kundens oro på ett helt nytt sätt. Ända sedan telefonin föddes har infrastrukturen drivits med 48 V likström, både trådat och trådlöst. Under senare år har datacenter och avancerade fordonsystem anslutit sig till 48 V på grund av de lägre säkerhetskraven samtidigt som det går att använda tunna ledningar och ändå få ett minimum i spänningsfall.

I figur 1 visas ett typiskt power tree-diagram för en 5G-AAU (Active Antenna Unit).

Från systemets ingångsbuss på –48 V sker

omvandlingar till nivåer på hundratals watt eller mer i +28 V, +48 V eller +56 V för matning till effektförstärkare. Även en 12 V- eller 5 V-buss kan skapas för timing, klocka, minne, ASIC/FPGA och andra systemlaster (isolering krävs inte om –48 V redan är isolerad från elnätet).

Det är uppenbart att det finns en enorm marknadspotential med tanke på alla 48 Vomvandlingar på olika effektnivåer i AAU:er, och även i BBU:er (basbandsenheter) och den snabbt växande 5G-marknaden. Det ligger verkligen i GaN-tillverkarnas intresse att investera i 80 V- eller 100 V-klassad GaN-FET som ersättning för traditionell kisel-FET.

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK

än kisel-FET Några av fördelarna med att övergå till GaN i trådlös infrastruktur är förbättrad effektivitet, minskad storlek, sänkt elräkning och förenklad termisk hantering. Vad gäller en 5G-AAU kan det till och med spara systemvikt, vilket kan vara viktigt med tanke på hur avsides och svåra installationerna i sig kan vara.

E N T I D I G A R E R E F E R E N S KO N S T R U K T I O N för effektkonvertering på 48 V-buss med GaNFET-metoden har tagits fram av ett välkänt GaN-FET-företag, Efficient Power Conversion (EPC). Konstruktionen heter EPC9143 (figur 2) och är öppen källkod.

Denna referenskonstruktion har samma fotavtryck som standarden sextondelsbricka och konverterar från 18–60 V till 12 V och 25 A. Utöver EPC:s GaN-FET:ar används en 16-bitars digital styrenhet på 500 kHz med en effektivitet på drygt 95 procent. Den har en DSP-kärna och en analog del som vi för enkelhets skull kallar DSP i artikeln. Även om denna design utan tvekan har en mycket imponerande prestanda, noterade vi att den använder sex extra integrerade ­kretsar.

Ofta är lösningar för digital strömstyrning flexibel nog att tillåta omprogrammering av utspänning och skyddströsklar och att lägga till ytterligare önskvärda funktioner. För vissa 48V-applikationer finns det dock inte så mycket behov av omprogrammering när en konstruktion väl är klar, vilket betyder att en analog styrmodulator kan bli lika effektiv som en digital.

över om vi kunde kombinera och ersätta de sju integrerade kretsarna i EPC9143 med en enda analog krets, och ändå uppnå liknande prestanda.

Visserligen är DSP-lösningen en nästan optimal GaN-FET-konstruktion med mycket större effektivitet än kisel-FET. Men med en enklare BOM, skulle kunderna får högre effekttäthet och lägre lösningskostnader, vilket är minst lika viktigt som effektivitet.

Efter en strömlinjeformad produktdefinition, IC-design och ett fullständigt validePÅ R E N E S A S B Ö R J A D E V I F U N D E R A

Figur 3. Den tvåfasiga 80 V-buckstyrenheten ISL81806 har dubbla utgångar och är baserad på GaN-FET.

Figur 4. EPC9157 EVB med ISL81806 och fyra GaN-FET, endast analog styrning.

ringsarbete lyckades Renesas utveckla en 80 V dubbel synkron buck-styrenhet speciellt optimerad för att driva E-mode GaN-FET, ISL81806, se figur 3.

ISL81806 använder en sammanflätad tvåfastopologi och kan parallelliseras till upp till sex sammanflätade faser för belastning på kilowattnivå utan behov av extern digital styrning för fördelning av faserna.

ANDRA FUNKTIONER:

•D et breda Vin-omfånget, 4,5–80 V, tillåter telekomapplikationer •D en har ett brett Vout-område: 0,8–76 V

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

E P C O C H R E N E S A S utvecklade en ny referenskonstruktion, EPC9157 (se figur 4), utformad med samma sammanflätade tvåfastopologi och sextondelsbricka som DSP-lösningen i figur 2. Kortet klarar dessutom samma ingångsspänning, utgångsström och 500 kHzfrekvens som DSP-lösningen. Kortet är på väg att klassas för 80 V-ingång.

Skillnaden i effektivitet mellan den digi­ tala och den analoga EVB:n visas i figur 5.

De ligger ganska nära varandra vid toppeffekten. Den analoga är effektivare vid lätt belastning, delvis för att den enda analoga styrenheten förbrukar mindre (50 μA) än de

27

▲ ▲

Figur 5. Effektivitetsjämförelse. Till vänster EPC9143 med DSP och till höger EPC9157 med ISL81806.

• Utgången stöder konstant spänning och ström • En bred omkopplingsfrekvens: 100 kHz–2 MHz • Diodemulering och burst-läge vid lätt belastning och forcerat PWM -läge • Shoot-thru-skydd, OCP, OVP, OTP, UVP • Oberoende EN och mjukstart för varje utgång • Gate-enhet och dödtid optimerad för enhancement-mode-GaN-FET:ar

TEMA: POWER, ENERGI & BATTERITEKNIK Förbättrad breakdown-spänning 100 V skulle kunna vara att föredra för både fjärransluten AAU såväl som för kortmonterade brickor, särskilt för telekom med långa kablar, för att bli mer robust.

Figur 6. BOM-skillnaden.

sju kretsarna i DSP-lösningen, och direkt kan använda 12 V-utgången som extern förspänning för IC-matningen.

Figur 6 visar de viktigaste BOM-skillnaderna mellan de digitala och analoga lösningarna (passiva komponenter utelämnade). Det syns tydligt att den analoga lösningskretsen BOM är mycket enklare, bara kräver en IC och inte kräver någon programmering. Även om ISL81806 redan erbjuder klassens bästa effektivitet, storlek och BOM, finns fortfarande utrymme för förbättringar.

Precis som GaN-FET-tekniken har utvecklats snabbt under de senaste åren, står också Renesas-teamet inför nya utmaningar och möjligheter.

N ÅG R A AV D E M Ö J L I G A

tida utveckling:

riktningarna för fram-

Starkare och separerad gate-drivning Starkare gate-drivning skulle vara önskvärt för högre effektivitet. Detta skulle dock också ge ett mycket snabbt dV/dt, vilket skulle riskera att skada kretsen om det skulle skapas en negativ spänning ur oönskad strö­ induktion orsakad av att layouten är ickeideal. Separat på och av kan vara önskvärt för att optimera omkopplingshastigheten.

Liten kapsling för layoutoptimering GaN-leverantörer rekommenderar liten kapsling, som CSP eller BGA, utan förlängda stift, för att ytterligare minska ströinduktion i systemet. Vissa tillämpningar i svåra miljöer kan dock inte använda CSP eller BGA. Processförbättring Omkopplingen måste vara mycket robust för att kunna hantera hög dV/dt (> 200 V/ns) och negativ spänning under omkoppling.

Den interna bootstrap-dioden kanske föredrar en Qrr nära noll för att möjliggöra högre frekvens. Krav som dessa kan sätta press på kretstillverkaren att förbättra sina processer.

Mer om av dödtidsoptimering Av säkerhetsskäl krävs kort dödtid mellan avstängningen av höga sidan och påslagningen av låga sidan. Under dödtiden är det GaN-FET:ens så kallade ”kroppsdiod” som leder lastströmmen. Ledningsförlusterna ökar och bootstrap-kondensatorn kan överladdas till den punkt att den skadar enheten.

Vissa DC/DC-kretsar har programmerbar dödtid, ibland via ett stift, vilket flyttar över ansvaret till kretskonstruktören. Smartare kretsfunktioner kunde vara önskvärda i framtiden.

Addera till flexibilitet för att anpassa till alternativ GaN-teknik Många GaN-FET:ar skiljer sig från varandra i sin konstruktion, till skillnad från vanlig kiselFET. Till exempel kan den rekommenderade gate-spänningen variera ganska mycket mellan olika tillverkare vilket kan bli problematiskt eftersom de måste skyddas vid olika OVP-nivåer. Gate-drivspänningen kan behöva vara programmerbar.

Framtiden verkar ljus för GaN-FET. En dag kan de komma att utgöra en ”drop-in”-­ ersättning för kisel-FET till ett rimligt pris och med mycket bättre prestanda. Styrkonstruktioner som ISL81806 ovan hjälper till att göra det till verklighet och ytterligare produkt­ utveckling är på väg. n

Från Idé till Produkt Elektronikdesign, EMC test, Produktion Utveckling Hårdvara Mjukvara

Produktion

SMD Hålmontering Slutmontering

EMC

Ackrediterat lab Filter design Filterproduktion

Test

Klimat Mekanisk

KEMET Electronics AB • Thörnblads väg 6 • 386 90 Färjestaden • Telefon 0485-563900 • www.kemet.com/Dectron

28

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

Tror du att allt står på webben?

Läs Elektroniktidningen!

ETLIDEKNTINROGNEIKN

SVER IGES ENDA ELEKTRONIK MAGA SIN FS FÖR PROF

NR 4 APRIL 2021

NR 3 MARS 2021

ELEKTRONIK TIDNIN GEN

NR 2 FEBRUARI 2021

S VILL FRANSK KRET ÄRNA BLI BILENS HJ

utvecklar full bolag örande En hand r för självk processore . Ett av dem är ADAS bilar och y. /14–15 Kalra franska

r Standardisera blocken i rer bilens dato

AVCC:

DIRK SMITS:

Han valde sin Sverige för supersensor

SVERI GES ENDA

/16–17

PRE NUM ERE

/12–13

RA KOS TNA

N

4/8/21

nipe.indd

TID_SE_S

-Mill_ELEK

210409_10

1

10:59 AM

PREN UME RERA

FÅR TRE ÅR TILL:

STOCKHOLM:

Högsta betyg till Smartare elektroniksystem

Testar att styra trafiken med realtidsdata

/12–13 JLT MOBILE

KOST NAD SFRI

NR DECE MBE12 R 2020

SVERIGE S ENDA ELEKTRO NIKMAGASIN FÖR PROFFS

T

ELEKTRONIK

TIDN INGE N

SVER IGES ENDA

ELEK TRON MAG ASIN IKFÖR PRO FFS

TEMA: ME DTECH

& HE Genom ALTH att i skidh stoppa in mäta både andtagen sensorer åkstyrka går det att och Lösn Göteborg ingen kom teknik. sföretage mer från t Skise ns. /12–13

TEMA: DIGITALISERING OCH SMARTA STÄDER

KTH-PROFESSOR VILL DIGITALISERA MATERIEN

METALL-PÅ-PLA ST:

ETN .SE/ PRE DSF RIT T!

NR 1 JANUARI 2021

ONIK ELIDEKNTR INGEN

INTELLIGEN HAND T FÖRBÄT TRTAG STAKNING AR EN

Ett grafisk t telepromptegränssnitt för en tidningen r – det fick Elektr onikveta ett av de zoom- allt om under möten utgjorde årets digita som av Embed ded World la upplaga . /8–12

Sunway gör den perfekta antennen /20–21

SVERIGES ENDA ELEKTRONIKMAGASIN FÖR PROFFS

ELEKTRONIK MAGA SIN FÖR PROFF S

NÜRNBERG SÄNDE MÄSSAN ÖVER VÄRLDEN DON TEMA: FOR

ELEKTRONIK

TIDNINGEN

Ladda upp ny kod i plastflaskan så byter den form till ett mobil­ skal. Eller till vad som helst.

Projektet är ett av de vildare i forskningsprogrammet Digital Futures. /14–15

PRENUMERERA KOSTNADSFRIT T! ETN.SE/PREN

COMPUTERS:

Siktar högre med egen mjukvara

N OMMUNIKATIO & DATAK

HAN TAR IDÉ TILL FRA

TEMA: MOBIL-

/16–18

MGÅNG

, från Ericsson on har succéer Nu engagerar Mats Anderss på sitt cv. /8–10 Huawei och Bluetest rminaler honom. svenska satellitte

VÄRLDSRE KORD:

201023_9-6-Mill_ELEKTID_SE_Snipe.indd 1

/16–17

T T! ETN. SE/P REN

Open RAN:

Öppnar upp gränssnitt i mobilnäten

10/19/20 4:53 PM

/12–14

201023_9-6

PRENU MERER A KOSTN

Icomera ger tågresenärer snabbast wifi

NEUROSCIE

ERE RA KOS

DT-SK

ANNE R:

Varje foton räknas

TNA DSF RIT

/16–18

T! ETN .SE /PR

EN

201023_

9-6-Mill_

ipe.indd 1

PM 10/19/20 4:53

ELEKTID_SE_Sn

ID_SE_Snip

e.indd 1 10/19/20

NCE:

/16–17

E/PRE N ADSFR IT T! ETN.S 201023_9-6-Mill_

-Mill_ELEKT

FLOW

Ström och terapi mo depressio t ner

/14–15

PRE NUM

4:53 PM

PRENUMERERA GRATIS Du får månads­magasinet genom att fylla i talongen på

www.etn.se/pren

ELEKTID

_SE_Sni

pe.indd

1 10/19/20

4:53 PM

NYA PRODUKTER

Svensk trådlös gateway n IOT-PLATTFORM Svenska Induo utvecklar en egen IoT-plattform för 5G. Först ut är en multisensor­serie kallad AKKR8.

– Vi vill pusha gränserna för IoT och samla vår långa erfarenhet i vår egen hårdvara, ­kommenterar Induos innovationschef Ulf Seijmer.

Multisensorn heter AKKR8 (”accurate”).

Den har utvecklats och förfinats under det senaste året och är redo att sättas på marknaden under hösten 2021.

– Många företag lider av att det är svårt och dyrt att komma igång med IoT. Teamet

bakom AKKR8 har haft för avsikt att sänka ribban för IoT-projekt och erbjuda en enkel, säker och skalbar plattform, skriver Induo i en pressrelease.

AKKR8 mäter bland annat temperatur och ­luftkvalitetspara­metrar, acceleration och vibration. Den kan även kopplas till industriella givare, larmgivare och så vidare.

Den första produkten i AKKR8-serien består av en kompakt sensor som drivs med batteri eller nätström. Sensorn har inbyggd logik för att ta beslut längre ut i nätet.

Genom att flytta logiken nära storheten som skall övervakas kan batteri sparas och beslut fattas snabbare.

AKKR8 är i största delar utvecklad i Sverige och kommer att produceras i Sverige.

– Jag tror att många efter pandemin värdesätter att ha en partner på den svenska marknaden som kan ta ansvar för alla delar av processen, säger Mikael Flodström, delägare i Induo.

– Samtidigt har vi redan nu börjat förhandla med distributörer i andra länder och kommer inom kort att börja titta på marknader utanför landets gränser.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Väldigt kinesisk utvecklingssats kring Edge AI-krets och har anslutning till kamera och LCD-skärm. Den senaste versionen av kortet har dessutom inbyggd memsmikrofon. Här finns också en micro SD-anslutning för extra flashminnne.

n ALLT-I-ETT Den här utvecklingssatsen för Edge IoT är kinesisk på tre nivåer: satsen i sig, utvecklingskortet och AI-kretsen på kortet kommer från tre olika kinesiska bolag.

Använd den för att utveckla exempelvis objektigenkänning eller smarta ljudtillämpningar.

Utvecklingssatsen är ­producerad av Seed Studio i Shenzen.

Utvecklingskortet kommer från ­Sipeed i samma stad. Den cent­ rala AI-systemkretsen kommer från Canaan i Peking.

Utvecklingssatsen från Seed Studio finns hos bland annat Mouser, Digikey och Elfa, liksom hos den lilla återförsäljaren och konsulten Hitech Chain i Åkersberga, som tar 450 kronor för paketet.

30

Systemkretsen först. Den heter Canaan Kendryte K210, och är tillverkad hos TSMC i 28 nm. Den är konstruerad kring en AI-acceleratorkärna som använder ett så kallat faltningsnät (convolutional neural network, CNN) som använder fixpunkts­ aritmetik.

P R E S TA N D A N i 400 MHz ska vara 0,25 Tops på 300 mW. Eller så kan den överklockas till 800

MHz och leverera det dubbla, 0,5 Tops. En Tops är en biljon operationer per sekund.

Kretsen styrs av en 64-bitars dubbelkärna i den öppna cpuarkitekturen Risc V med 6 Mbyte SRAM och anslutning till upp till 128 Mbit flash. På kretsen finns även bland annat kryptokärna, FFT-kärna och signalkärna för åtta kanaler ljud.

Vad gäller kortet Sipeed Maix-BiT är det cirka 5 × 2,5 cm

S AT S E N , S LU T L I G E N , adderar en kamera med en 4 mm M12-lins, och en LCD-skärm på 2,4-tum.

Programmering och avlusning sker via USB-C. Kortet stöder bland annat FreeRTOS och Micropython.

Det finns öppenkodsutveckling kring kretsen och kortet, och ett forum för kortet.

Sipeed har ytterligare moduler och lösningar kring K210, bland annat en skärm med inbyggd ansiktsigenkänning för identitetskontroll.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

NYA PRODUKTER

Lattice vill in under huven n LOGIK FPGA-bolaget Lattice har kvalificerat Certus NXfamiljen för fordonsmiljön vilket betyder att kretsarna klarar upp till +125°C. Arbetsuppgifterna är framför allt att översätta protokoll.

Krets, referensdesign och tänkt tillämpning från Panthronics.

Designstöd för trådlös laddare n STARTPAKET En referensdesign som ska göra det lättare att bygga system kring NFC-laddning är vad österrikiska Panthronics lanserar. Systemet är baserat på företagets krets för just trådlös NFC-laddning.

Panthronics, med säte i Graz, har sedan tidigare en krets för trådlös NFC-laddning kallad PTX100W som företaget hävdar levererar dubbelt så mycket effekt som alternativen.

Nu adderar företaget en referensdesign till portföljen. Med den ska det bli lättare för tillverkare av bärbara prylar som öronlurar, smarta klockor, aktivitetsarmband och smarta glasögon att snabbt skapa lösningar som laddas via NFC. Konstruktionsstödet gäller självklart både den sida som laddar och laddas.

Referensdesignen är baserad på PTX100W, som använder

en patenterad arkitektur kallad DiRAC liksom de kommunikationsprotokoll som NFC Forum specificerar.

DiRAC innebär förenklat att laddkretsen levererar sinusistället för fyrkantsvågor på utgången. Fyrkantsvågor skapar oönskade högfrekventa signaler, som i sin tur kräver EMC-filter.

Panthronics påstår sig slippa EMC-filtret, vilket minskar förlusterna rejält. Mottagaranten­ nen nås av 1W vilket är mer än dubbel så mycket jämfört med närmaste konkurrent, hävdar Panthronics.

I D AG Ä R D E T VA N L I G T att Qi-laddare används till bärbara prylar.

Men Qi-baserade lösningar fungerar inte att integrera i små prylar då standarden arbetar vid relativt låga frekvenser, 80–300 kHz, vilket innebär att antennerna blir alltför stora. NFC fungerar vid 13,56 MHz vilket

ger betydligt mindre antenner.

En annan fördel är att NFC använder resonant laddteknik istället för klassisk induktiv. Det betyder att prylar som ska laddas inte behöver vara i en exakt position vid laddning, utan de kan placeras några millimeter förskjutna från laddare utan att effektiviteten påverkas. Även ett gap på några millimeter tolereras, enligt Panthronics.

Den nya referensdesignen inkluderar en komplett system­ design, inklusive hårdvaruscheman, Gerberfiler och SDK, både för enheten som laddar och som laddas. SDK:erna består av källkod för NFC-protokoll och firm­ ware för att styra laddningen. På laddsidan ingår en styrkrets från Renesas förutom PTX100W. Även på mottagarsidan ingår en styrkrets från Renesas, liksom en NFC-tagg från Infineon.

Alltmer av bilens intelligens samlas i några få centrala enheter som ska anslutas till många sensorer och andra komponenter med olika gränssnitt. Det här problemet vill Lattice lösa med Certus NX, en FPGA-familj med upp till 40 000 grindar som kan användas för att översätta just protokoll.

Certus NX lanserades för ett år sedan och har bland annat AD-omvandlare och hårda block för kommunikation via PCIe Gen2 upp till 5 Gbit/s liksom differentiella in- och utgångar som klarar upp till 1,5 Gbit/s.

Familjen tillverkas i Samsungs 28 nm FD-SOI vilket enligt Lattice ger 75 procent lägre effektförbrukning, är 100 gånger mer tillförlitlig och dessutom blir mindre än konkurrenterna.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

PER HENRICSSON per@etn.se

Är det dags för ett karriärbyte? Är något av nedanstående intressant för dig?

- Design av smarta moduler - Avancerad hårdvaruutveckling - Linux BSP-utveckling - Hårdvarunära programmering - Trådlös teknologi

i.MX RT1064

i.MX RT1176

i.MX 7ULP

i.MX 8M Mini

i.MX 8M Nano

Vill du veta mer? www.embeddedartists.com/karriarbyte

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

31

NYA PRODUKTER

FPGA-utmanaren vill in under huven n LOGIK Amerikanska Efinix, som utvecklar ­programmerbar logik, har kvalificerat sina första kretsar i ­Trion­familjen för fordonsindustrin. Lämpliga uppgifter finns i kamera- och displaysystem.

Det är Trion T13 och T20 med 13k respektive 20k logikelement som testats enligt AECQ100 Grade 2. Kvalificeringen gäller FBGA-kapslarna F169 respektive F256.

Kretsarna ha hårda block för MIPI CSI-2 vilket gör att de passar i kamera- och displaysystem.

Efinix planerar att även kvalificera kretsar ur den kraftfullare Titanium-familjen för fordonstillämpningar.

PER HENRICSSON per@etn.se

Japansk kraft för industrin n KRAFTMODULER Japanska Cosel – ägare av den svenska ­kraftspecialisten ­Powerbox – lanserar två konvektionskylda kraft­ aggregat som leverera 150 W samt 300 W. De är utvecklade för industritillämpningar med höga krav på säkerhet.

De två AC/DC-omvandlarna – LHP150F och LHP300F – har ett inspänningsområde som sträcker sig från 85 V till 264 V och kommer med fem utspänningar.

De valbara utspänningarna är 6,3 A, 5,0 A, 4,2 A, 3,6 A och 3,2 A för LHP150F och 12,5 A, 10,0 A, 8,4 A, 7,2 A och 6,3 A för LHP300F. Utspänningen kan justeras med en inbyggd potentiometer.

Enheterna har aktiv effektfaktorkorrigering (PFC) för låg harmonisk distorsion. Switchsteget har LLC-topologi som i kombination med de valda effekttransistorerna ger en typisk verkningsgrad på upp till 94 procent.

Som standard kan de leverera 200 procent toppeffekt i upp till 10 sekunder för dynamiska laster.

K R A F TAG G R E G AT E N är konstruerade för hög säkerhet och är certifierade enligt EN62477-1 OVC III (Over Voltage Category Three), vilket betyder att utrustningen som de ingår i kan anslutas direkt till en panel utan extra isolation. Enheterna uppfyller även en rad andra säkerhetsnormer.

De har en isolation mellan inoch utgång på 3000 Vac, mellan ingång och jord på 2000 Vac samt mellan utgång och jord på 500 Vac. Likaså har de inbyggda skyddskretsar för strömrusning på ingången, överström och överspänning.

Som standard kommer ­aggre­gaten med öppen ram (open frame), men de går att få med chassi och hölje.

Standardversionen av LHP­150F har måtten 75 × 27 × 160 mm, medan LHP300F är 84 × 37 × 180 mm.

Vid konvektionskylning klarar de drift vid omgivande tempe­ raturer från –10 °C till +70 °C. De kommer med fem års garanti.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Två starka transportrobotar n SJÄLVKÖRANDE Danska Mir har tagit fram två kraftigare modeller av sin självkörande transportrobot som klarar 600 respektive 1350 kilo. Det är tillräckligt för att hantera en lastpall.

Förutom att MiR600 och MiR­ 1350 är starkare är de dessutom klassade enligt IP52. Det innebär att de tål damm och ett visst mått av vatten. Tanken är att de exempelvis ska kunna åka ut på en lastkaj för att hämta eller leverera gods trots att det duggregnar.

Robotarna klarar att på ett säkert sätt navigera runt människor och andra transportmedel i miljöer som hela tiden

32

förändras. De har olika typer av sensorer inklusive 3D-kamera och lidar som kartlägger omgivningen hela varvet runt roboten.

Intresset för att automatisera logistikflödet i tillverkningsprocessen syntes tydligt på senaste Productronica 2019 då små robotar körde runt i många montrar med en back kretskort på ”ryggen”.

I somras köpte också ABB spanska Asti för en okänd summa. Företaget är en av de största leverantörerna av självkörande transportrobotar i Europa med kunder inom fordonsindustri, logistik, livsmedel och läke­medel.

PER HENRICSSON per@etn.se

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

NYA PRODUKTER

Sonys nya bullet time-sensorer n BILDSENSORER Sony annonserar två nya händelsebaserade bildsensorer.

De har en bildpunktsstorlek på 4,86 µm. Provexemplar ska släppas i oktober.

Sensorerna är utvecklade tillsammans med Prophesee, som är en av de ledande tillverkarna av händelsekameror.

Händelsekameran är en spännande typ av sensor som kanske kan komma att helt rita om kartan inom datorseende och AI. Till skillnad från en vanlig kamera registrerar den bara förändring i bild vilket skruvar upp vissa prestanda med flera magnituder.

De nya modellerna heter IMX636 och IMX637. De har en upplösning på 1280 × 720 respektive 640 × 512 punkter.

Alla dessa bildpunkter har sin egen intelligens, som tar plats. Därför är de nya kretsarna byggda på två stackade chips där det ena tar emot ljus och den

Händelsekameran kan registrera mycket snabba förändringar i bild.

andra hanterar beräkningarna.

Uppdelningen i två chips har inneburit att Sony och Prophesee kunnat krympa bildpunkten från 15 till 4,86 mikrometer.

Kapseln mäter 11 × 11 milli­ meter. Kretsarna rapporterar upp till en dryg miljard ljusstyrkeförändringar per sekund.

En ny funktion är tidsbaserade programmerbara filter som kan användas för att ignorera regelbundna ointressanta lokala

händelser i bild, för att krympa dataströmmen ytterligare.

Filtren kan även decimera data­ volymen i blindo för att sänka beräkningskraven.

Prophesee släpper ett kompletterande mjukvarubibliotek kallat Metavision Intelligence Suite där du kan spela med alla dessa parametrar och analysera utdata.

Tillämpningsområdet är industriellt. I fabriker finns exempelvis maskiner som vibrerar och produkter som strömmar förbi i högt tempo. Händelsekameror kan mäta vibrationen visuellt och räkna produkterna. Händelsekameror kan även komma att ge drönare en betydligt snabbare reaktionstid.

En spännande användare är svenska Terranet som utvecklar ett fordonssensorsystem för förar­assistans som ska kunna korta bilens reaktionstid jämfört med system baserade på lidar, radar eller kamera. JAN TÅNGRING

jan@etn.se

FAKTA Händelsekameror har digitala gränssnitt ur vilka det asynkront strömmar tidsstämplade ­rapporter om koordinater där det nyligen skett förändringar i ljusstyrka och hur stora dessa förändringen var.

Rapporterna skickas bara när det hänt något. I de flesta bildpunkter har det oftast inte hänt något. Det är därför denna bildsensor är snål och snabb.

En bildpunkt har ofta ungefär samma ljusstyrka som punkten intill. Därmed behöver det inte släppas en rapport om varje bildpunkt bara för att motivet förflyttas. Tröskelvärdet för vad som räknas som förändring går att bestämma.

En vanlig kamera skulle behöva en bildfrekvens på nära en miljon hertz för att fånga lika snabba händelseförlopp.

FLEXIBILITY MEETS ROBUSTNESS NEW

-1N 3S-OILN UTIO

Thread-Lock

Push-Pull

The new ODU AMC® Series T High vibration resistance, sealed mechanical area

Break-Away

Waterproof acc. to MIL standard 810 Suitable for MIL standard crimp contacts Suitable for 38999 MIL standard backshells

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

www.odu.se · E-mail: sales@odu.se 33

NYA PRODUKTER

Lite lättare industriellt Arduino-kort n STYRKORT Italienska styrkorttillverkaren Arduino släpper en bantad version av sitt industrianpassade styrkort H7. Det får därmed tillägget ”Lite”.

H7 och det nya kortet H7 Lite tillhör familjen Portenta som är avsedd för kunder inom Industry 4.0, för exempelvis labbutrustning eller avancerade maskiner, inklusive verksamhetskritiska system.

H7 Lite har tagit bort videoportarna och rensat bland säkerhetsfunktioner och gränssnitt i H7. Arduino tänker att den kan ha en roll för AI-beräkningar och projekt som önskar minimal latens och som kanske inte ens har behov av uppkoppling. Ex-

empel är styrning av robotar och andra maskiner, om högupplöst video inte krävs.

Processorn är ST:s STM­32­H747 som innehåller en Cortex M7-dubbelkärna på 480 MHz och en Cortex M4 på 240 MHz. M7 och M4 kommunicerar med varandra via Remote Procedure Calls vilket för mjukvaruutvecklaren betyder att det är transparent i koden på vilken cpu som ett proceduranrop kommer att exekveras.

Mjukvaruplattformen är en

blandning av Mbed OS, Java­ script, Micropython och Arduino Sketch. Stöd finns för Googles neuronnätsbibliotek TensorFlow Lite. Realtid ska kunna blandas med högnivåkod.

Prislappen på H7 Lite är 60 euro att jämföra med 90 euro för den icke bantade H7.

Arduino gjorde sig en gång känt som tillverkare av styrkort för hobbyister, men har numera gott om professionella kunder och kort.

JAN TÅNGRING

jan@etn.se

Grafisk energianalys nu hos Saft n VERKTYG Rita upp en virtuell prototyp och energiförbrukningen räknas ut automatiskt. På så vis kan du prova dig fram till lämpliga komponenter för ditt system. Tjänsten finns fritt tillgänglig hos svenska ­batteriföretaget Saft.

Gränssnittet är grafiskt. Du adderar kretsar i ritningen och får hjälp att rita in förbindelser mellan dem. Sedan adderar du dina algoritmer i form av flödesscheman och trycker på en knapp.

Efter några minuters simulering får du veta systemets batteritid

med hög noggrannhet.

För konstruktören betyder det att hen kan utvärdera energi­ förbrukningen tidigt i konstruktionsarbetet. Det går att utvärdera alternativa komponenter och arkitekturer innan det ens finns en fysisk prototyp.

Biblioteket av instrumenterade komponenter som kan klickas in i ritningen uppgår idag till 7 500 stycken, från nära 100 tillverkare.

I Safts version ingår förstås ett verktyg som ger konkreta förslag på batterier. Dessutom kan du ta kontakt med Saft, visa upp din virtuella prototyp och få ytter­ ligare återkoppling.

Allt är gratis och dina proto­ typer kan du behålla för dig själv, om du vill.

Verktyget kommer från franska Wisebatt, som nu alltså fått Saft som partner. Det baseras på tio års forskning som bland annat skedde på det svenska forskningsinstitutet Sics medan grundaren Wilfried Dron arbetade där.

JAN TÅNGRING jan@etn.se

Sveper ända till 125 GHz n TEST&MÄT Ett enda bredbandigt svep hela vägen upp till 125 GHz. Dessutom med garanterad prestanda.

Det är budskapet när japanska Anritsu lanserar nya vektorsignalanalysatorer i Vectorstarfamiljen.

Vectorstar ME7838AX/EX är framför allt tänkt för kommunikationstillämpningar på millimetervågsområdet där man vill testa komponenterna redan på wafern med hjälp av en probstation. Även forskare inom kommunikationsområdet, liksom de som sysslar med kiselfotonik, har nytta av instrumentet.

ME7838AX/EX börjar på 10 MHz och går upp till 125 GHz, som tillval går det att sänka den undre gränsen till 70 kHz. Instrumentet kan svepa ett band på hela 5 GHz vilket enligt Anritsu är unikt.

Företaget släpper också ett kalibrerings- och verifieringskit (3656C) till det nya instrumentet.

PER HENRICSSON per@etn.se

Litet lätt filter för bärbart n WEARABLES Ett tunnfilmsfilter som upptar mindre än halva ytan mot tidigare alternativ är vad japanska TDK utvecklat och börjat volymtillverka. Enheten siktar på en plats i träningsklockor, smarta klockor och aktivitetsarmband, men också smartmobiler och annat bärbart.

Det handlar om en ny serie filter i tunnfilmsteknik – kallad TCM0403M – som TDK utvecklat som både ger hög dämpning

34

och hög signalöverföring.

Filtren har som namnet antyder storleken 0403, vilket betyder att de är 0,45 × 0,3 × 0,23 mm. Därmed är de 58 procent mindre och 56 procent lättare än föregångarna, hävdar TDK. Komponenterna kommer i två versioner: TCM0403M-120-2PT210 och TCM0403M-350-2PT210. Den förstnämnda har en common-mode-dämpning om 21 dB vid 2,4 GHz, medan den andra dämpar 28 dB vid 5,0 GHz. Båda kan som mest tillåta

en ström på 50 mA. TDK hävdar att tidigare produkter med motsvarande prestanda har krävt 0605-format, vilket upptar ytan 0,65 × 0,5 mm.

Den nya serien har precis gått in i volymproduktion.

ANNA WENNBERG anna@etn.se

Skräddarsydd mekanik för elektronikprodukter.

www.blomdahls.com

ELEKTRONIKTIDNINGEN 9/21

Svensk Elektronik, i världsklass, först in i framtiden!

Summit/Stora Elektronikdagen i Göteborg

Elektronikmässan Elektronik i Stockholm 6–7 april 2022

Bristen på halvledare har drabbat elektronikbranschen, vilket kanske tydligast märkts när fordonstillverkare måste stänga produktionen, men våra medlemmar kämpar dagligen för att söka lösa leveranser och hantera de förseningar som bristen skapat.

Svensk Elektronik har agerat och ly frågan i både radio och tv.

Därför föll det sig också naturligt att genomföra det årliga återkommande Stora Elektronikdagen med Summit i Lindholmen, Göteborg den 13 september tillsammans med det strategiska innovationsprogrammet Smartare elektroniksystem med fokus på halvledare – Vad har Sverige för behov, förmåga och strategi? Det blev ett fullspäckat hybrid-event med över 100 deltagare. Deltagare och föreläsare deltog antingen på plats eller via länk. Vi planerar lägga upp föredragen på vår hemsida så snart som möjligt – www.svenskelektronik.se

Svensk Elektronik och Easyfairs lanserar i ett unikt samarbete elektronikmässan Elektronik i Stockholm den 6–7 april 2022 på Kistamässan. En e erlängtad möjlighet för branschen att nätverka, inspireras och göra affärer.

Elektronikmässan Elektronik i Stockholm, är en två-dagarsmässa, för hela elektronikbranschen. På denna mötesplats kommer uppdateringar lanseras kring allt från elektronikproduktion, komponenter och material till embedded technology, IoT och cybersäkerhet. Här kommer kunder och leverantörer att förenas från hela elektronikbranschen i en inspirerande miljö präglad av framåtanda och innovationer i framkant.

Parallellt kommer även Advanced Engineering gå av stapeln i samma mässhall.

För mer info och boka utställningsyta, www.elektronikmassansthlm.se Medlemmar i Svensk Elektronik erhåller 15% rabatt på monterhyran.

SCIP – Nya utbildningstillfällen Vårens succé-utbildningar i SCIP – Substances of Concern In articles as such or in complex objects fortsätter under hösten.

Med samverkan av Ramberg Advokater kommer vi tillsammans med Teknikföretagens Branschgrupper och Teknikföretagen att ordna utbildningar med fördjupningar inom olika områden. Utbildningsserien avslutas med ett särskilt tillfälle speciellt ägnat för frågor och svar.

Notera gärna datumen redan nu, se kalendarium – anmälningslänk till respektive utbildningstillfälle kommer att publiceras på vår hemsida under hösten samt mailas till medlemmar i Svensk Elektronik.

Se till att bli medlem och ta del av våra förmåner – tillsammans skapar vi förutsättningar!

KALENDARIUM 30 september SCIP – Att tänka på inför SCIP-anmälan.

29 oktober SCIP – Att göra en SCIP-anmälan.

25 november Höstmöte – reservera e ermiddagen. Vi planerar för ett hybridmöte.

30 november SCIP – Så informerar du om kemikalieinformation nedströms.

17 december SCIP – Frågor och svar på höstens utbildningar.

Kurser i Smartare elektronikhandboken 2.0 Under våren har vi hållit kurser digitalt månadsvis. Nu ser vi över möjligheterna att hålla fysiska kurser under hösten.

Vem har nytta av denna kurs?

Denna kurs passar dig som o a kommer i kontakt med elektronik. Din roll kan t.ex. vara; utvecklare, tillverkare, kvalitetsansvarig, inköpare, produktledning etc. Oavsett om du har lång eller kort erfarenhet av branschen, så har du mycket att hämta här.

På kursen går vi igenom Elektronikhandboken 2.0 med sina mallar, checklistor och bilagor. Kursen leds av Mats Andersson och Maria Månsson, Svensk Elektronik och är kostnadsfri för föreningens medlemmar.

Anmäl gärna intresse till info@svenskelektronik.se Tillsammans skapar vi branschens framtid.

Ditt företag är väl med? Ett medlemskap i Svensk Elektronik stärker dig och ditt företag. www.svenskelektronik.se info@svenskelektronik.se

6–7 april 2022 Elektronik i Stockholm, Kistamässan. svenskelektronik.se/ kalendarium

Vi på Svensk Elektronik önskar er en lärorik och framgångsrik höst!

Peter Björkholm Svensk Elektronik

POSTTIDNING B Returadress: Elektroniktidningen Folkungagatan 122, 4 tr 116 30 Stockholm

INSTANT INSIGHT MEETS IN-DEPTH INFORMATION The ¸RTO6 series oscilloscopes deliver a new user interface,state-of-the-art specifications together with a big touchscreen and an ergonomic front panel design, all with a single purpose – to offer reliable results, solve your measurement problems quickly and keep you on schedule. Oscilloscope innovation. Measurement confidence.

More information at www.rohde-schwarz.com/product/RTO6