Energimyndighetens stöd till FoU inom
bredbandgapselektronik
Pierre-Jean Rigole
Hans-Olof Dahlberg
2017-10-26
BBG-STRATEGI
Varför ska EM stödja bredbandgapselektronik?
2
Vår vision är ett hållbart
energisystem
Energipolitiska mål för Sverige
Forskningsfinansiering per temaområde
Kraftelektronik i energisystemet
6
Energieffektivare kraftelektronik
Si inside
• Kraftelektronik konstrueras med komponenter tillverkade av bredbandsgapsmaterial istället för dagens kisel t.ex.
kiselkarbid (SiC) eller galliumnitrid (GaN)
Lösning
• Lägre förluster (30% till 90%) => direkt energieffektivisering
• Högre arbetstemperatur => minskat kylbehov => indirekt energieffektivisering
• Snabbare => minskad storlek/vikt => indirekt energieffektivisering
Princip
• KTH har visat att det går att konstruera omriktare med SiC som har 99,7% verkningsgrad
• Toyotas elhybridbil uppvisar 10% bränslebesparing med SiC-kraftelektronik
• Verkningsgraden för omriktare för solceller ökar från typiskt 96% till 99% med SiC
Potential
7
BBG-PROGRAMMET
8
Sammanfattning
• Program för att uppmuntra industrin att utveckla produkter med komponenter av
bredbandgapsmaterial
• Programperiod okt 2016 – dec 2020
• Budget: 25 Mkr
• Utlysning 1 – 10 Mkr - nov 2016 – feb 2017
• Utlysning 2 – 10 Mkr – nov 2017 – jan 2018
9
Satsningen i värdekedjan
10
Material Komponent Kapsling Sub-system System- integration
Små Mel lan St or
En specifik nätverksfunktion
Programmets vision (2040)
Programmet ska bidra till Energimyndighetens vision för ett hållbart energisystem: Energimyndigheten ska bidra till att skapa
förutsättningar för en ekologiskt, ekonomiskt och socialt hållbar
utveckling och verkar för såväl en effektiv energianvändning som för en trygg och uthållig energitillförsel.
Programmets vision är att dess resultat på 20-års sikt har bidragit till att BBG-material har ersatt kisel inom en övervägande del av
kraftelektroniken. Det har lett till energieffektivare, lättare,
kompaktare och mindre materialintensiva kraftelektroniksystem. Det har därmed minskat Sveriges energianvändning och bidragit till en markant ökning av andelen elektrifierade fordon.
11
Mål (2020)
Inom näringslivet
• Minst 5 nya* företag har provat lösningar baserade på bredbandgapsmaterialskomponenter
• Minst 20 projekt eller förstudier har genomförts
• Minst 10 protyper har tagits fram som visar väsentligt reducerade förluster (> 50 %)
Inom akademin
• Det finns minst 5 forskningsgrupper på UoH och
forskningsinstitut som deltar i projekten med industrin
* ”nya” definieras som företag som inte tidigare har sökt stöd inom Energimyndighetens satsningar inom kiselkarbid
12
Nätverk för bredbandgapselektronik
Utöver programmet föreslår vi att SiC Power Center eller Acreo får uppdrag att:
• Organisera en årlig internationell konferens on bredbandgapskraftelektronik (ISICPEAW)
• Stödja nya sökande med rådgivning om ansökningsprocessen
• Upprätta och årligen uppdatera en kontaktlista med nuvarande och potentiella industriella användare av BBG-tekniken
• Genomföra företagsbesök
• Organisera minst en workshop/informationsmöte per år för att sprida erfarenheter och nå nya aktörer
• Arbeta aktivt för att öka antalet medlemmar i SiC Power Center
Budget 1 Mkr/år varav 50 % från EM - Första etapp två år
13
Nätverk för bredbandgapselektronik
Utöver programmet föreslår vi att SiC Power Center eller Acreo får uppdrag att:
• Organisera en årlig internationell konferens on bredbandgapskraftelektronik (ISICPEAW)
• Stödja nya sökande med rådgivning om ansökningsprocessen
• Upprätta och årligen uppdatera en kontaktlista med nuvarande och potentiella industriella användare av BBG-tekniken
• Genomföra företagsbesök
• Organisera minst en workshop/informationsmöte per år för att sprida erfarenheter och nå nya aktörer
Budget 1 Mkr/år varav 50 % från EM - Första etapp två år
14
BBG-PROGRAMMET
Utlysning 1
15
Utlysning 1 - Per temaområde
16 Vissa projektresultat är generiska dvs att de kan tillämpas i flera temaområden
Utlysningsbudget: 10 Mkr Antal ansökningar: 11 Kostnader: 42,7 Mkr Sökt stöd: 17,3 Mkr Antal beviljade: 6 Kostnader: 18,6 Mkr Beviljat stöd: 9,7 Mkr
Utlysning 1 – Vem sökte?
17
UoH / Institut
Antal ansökningar
Totala kostnader
Totalt sökt stöd
Total beviljat stöd
Antal beviljade
projekt
Chalmers Tekniska Högskola AB - Elteknik 1 2 776 000 2 776 000 - 0
Kungliga Tekniska Högskolan (KTH-EPE) 4 3 400 000 3 200 000 1 700 000 3
Kungliga Tekniska Högskolan (KTH-MWL) 1 400 000 200 000 200 000 1
Linköpings universitet 1 50 000 50 000 - 0
Linnéuniversitetet 1 200 000 200 000 200 000 1
Mittuniversitetet 1 300 000 300 000 300 000 1
RISE Acreo AB 3 1 010 000 1 010 000 740 000 2
SP AB - Borås 1 1 030 000 1 030 000 - 0
Swerea IVF AB 3 1 935 000 1 935 000 1 935 000 3
Swerea KIMAB AB 2 545 000 545 000 545 000 2
Tekniska Högskolan i Jönköping AB 1 1 002 000 1 002 000 - 0
Totalsumma 12 648 000 12 248 000 5 620 000
Utlysning 1 – Vem sökte?
18
SME
Antal ansökningar
Totala kostnader
Totalt sökt stöd
Total beviljat stöd
Antal beviljade
projekt
Micropower ED Marketing AB 2 900 000 - - 2
QRTECH AB 1 3 585 000 1 613 250 1 254 750 1
SEPS Technologies AB 1 200 000 100 000 100 000 1
Solar Bora AB 1 340 000 130 000 - 0
Solutions for tomorrow AB 3 360 000 - - 2
Totalsumma 5 685 000 1 843 250 1 344 750
Utlysning 1 – Vem sökte?
19
Storföretag
Antal ansökningar
Totala kostnader
Totalt sökt stöd
Total beviljat stöd
Antal beviljade
projekt
ABB Corporate Research 1 2 881 000 - - 0
Atlas Copco Industrial Technique AB 1 1 600 000 400 000 400 000 1
Bombardier Transportation Sweden AB 1 11 310 000 2 100 000 2 100 000 1
Eltek Power Sweden AB (Delta Group) 1 404 000 261 500 - 0
GE Power Sweden AB 3 2 080 000 - - 2
Inmotion Technologies AB 1 300 000 - - 1
MTR Tech AB 1 1 500 000 - - 1
ON-Semiconductor (Fairchild / TranSiC AB) 1 1 000 000 250 000 250 000 1
RUAG Space AB 1 1 800 000 - - 0
SAAB AB 1 422 000 - - 0
Scania CV AB 1 950 000 - - 1
Total summa 24 247 000 3 011 500 2 750 000
BBG-OMVÄRLDSBEVAKNING
20
Internationella satsningar
• UK - 4 M£ - Innovate UK funds research such as businesses can
exploit the superior performance of compound semiconductors (GaAs, GaN, InP, SiC and HgCdTe)
• USA - ARPA-E to award up to $20M in new CIRCUITS program for redesigned WBG power electronics
• IEA - Energy Efficient End-Use Equipment (4E) - End-Use Equipment handlar om att utbyta information och erfarenheter om styrmedel som främjar utvecklingen av energieffektiva apparater. Det diskuteras om att starta en ny task/annex för kraftelektronik där BBG nämns som en
”enabling technology”.
21
Avgränsande nationella satsningar
SIP (Vinnova och Energimyndigheten) - Smartare elektronik system (SES)
Det strategiska innovationsprogrammet Smartare elektroniksystem skapar gränsöverskridande samarbete för att utveckla mikro- och nanoelektronik, fotonik, mikromekanik, kraftelektronik och inbyggda system i Sverige.
Arbetet sker i bred samverkan mellan branschföreträdare, forskningsinstitut och universitet.
Ungefär 46 Mkr/år mellan 2015 – 2017 (kan förkängas upp till 12 år i etapper om tre år ) Vinnovas kompetenscentrum - GigaHertz Centrum
GigaHertz Centrum är ett kompetenscentrum mellan Chalmers tekniska högskola, SP/RI.SE och elva företag för att utveckla trådlös hårdvara som radikalt ökar dagens datatakt, känslighet och energieffektivitet
35 Mkr mellan 2017 – 2021
Vinnovas kompetenscentrum - Centrum för III-Nitrid teknologi
C3NiT består av Linköpings universitet och Chalmers, tillsammans med tio företag för att utföra forskning inom högfrekvens- och högeffektsteknologi baserad på III-nitrider, och överföra
resultat till de medverkande företagen som direkt kan utnyttjas på olika nivåer i värdekedjan.
29,6 Mkr mellan 2017 - 2022
Vinnovas kompetenscentrum - ECO2 Vehicle Design
ECO2 Vehicle Design (ECO2) är en forskningsmiljö där svensk fordonsindustri och forskare vid KTH är samlade för att skapa kompetens, metoder och kunskap som är nödvändig för att
utforma resurseffektiva fordon för ett hållbart samhälle.
35 Mkr mellan 2017-2022
22
