טויוטה משחררת 24,000 פטנטים בתחום הרכב החשמלי

חברת טויוטה מוותרת בפועל על חלק עצום מהקניין הרוחני שלה, כדי להאיץ את מהפיכת הרכב החשמלי. החברה הודיעה שהיא תעניק רישיונות שימוש חופשיים מתשלום לכ-24,000 פטנטים רשומים שלה ופטנטים הנמצאים בהליכי אישור, הנוגעים לטכנולוגיות בנושא חשמול כלי-רכב. בנוסף, היא החליטה לספק תמיכה טכנית בתשלום ליצרנים אחרים המפתחים ומוכרים כלי-רכב חשמליים אשר משתמשים במנועים, בסוללות, ביחידות בקרת הספק וביחידות בקרה אלקטרונית של טויוטה, או בטכנולוגיות חשמול אחרות במערכות ההנעה שלהם.

"לנוכח הפניות הרבות שאנחנו מקבלים, הגענו למסקנה שהגיע הזמן לשיתוף פעולה", אמר סמנכ"ל Toyota Motor Corporation, שיג'קי טראשי. "אנחנו מקווים למצלא תפקיד משמעותי בהפיכת הרכב החשמלי לסטנדרד בעשר השנים הבאות". בסך הכל, טויוטה מספקת גישה ל-23,740 פטנטים שנוצרו במשך כ-20 שנה. תקופת הענקת הגישה מתחילה מיידית ותימשך עד סוף 2030. מדובר בפטנטים ששולבו במכוניות ההיברידיות (HEV) של טויוטה. בהם: פטנטים למנועים חשמליים, יחידות בקרת הספק (PCU) ובקרי מערכת. מדובר בטכנוולגיות רלוונטיות למכוניות חשמליות, למכוניות חשמליות היברידיות (HEV), מכוניות בעלות טעינה חשמלית (PHEV) ומכוניות חשמליות המבוססות על תאי דלק (FCEV).

זו הפעם השנייה שבה טויוטה משחררת פטנטים: בינואר 2015 היא שחררה 5,680 פטנטים הקשורים ללמכוניות חשמליות המבוססות על תאי דלק. כעת היא מוסיפה עוד כ-18,000 אלף פטנטים: 2,590 פטנטים הנוגעים למנועים חשמליים, 2,020 פטנטים הנוגעים ליחידות בקרת הספק, 7,550 פטנטים הנוגעים לבקרי מערכת, 1,320 פטנטים על תמסורת ומנוע, 2,200 פטנטים על מטענים וכ-2,380 פטנטים על תאי דלק. כדי לקבל חוזים לשימוש בפטנטים יש ליצור קשר עם טויוטה.

למידע נוסף: Toyota Patents

ST החליטה להשתלט על שוק רכיבי ה-SiC

לאורך השנה האחרונה חזר והצהיר נשיא ומנכ"ל STMicroelectronics, ז'אן-מרק הנרי, כי אחת מהמטרות האסטרטגיות של החברה בשנים הקרובות היא לכבוש נתח של כ-30% משוק ייצור הרכיבים בטכנולוגיית סיליקון קרביד (SiC – Silicon Carbide), שהיא תרכובת של חומר מוליך למחצה הבנוי מצורן (סילקון) ומפחמן (קרבון). להערכת החברה, השוק הזה צפוי להיגע להיקף של כ-3.7 מיליארד דולר בשנת 2025.

מוכרת התרכובת הזאת בעיקר בייצור רכיבים הדורשים עמידה במתח גבוה ובטמפרטורות גבוהות. זו אחת מהסיבות שכיום נחשבת תעשיית הרכב לאחד ממנועי הצמיחה המרכזיים של שוק ייצור רכיבי SiC. חברת ST הצרפתית-איטלקית מנהלת כיום אסטרטגיית מיצוב שנועדה לחזק את מעמדה בתעשיית הרכב החשמלי הנמצאת בתנופה גדולה מאוד. מספר מהלכים שהיא ביצעה בחודשים האחרונים שופכים אור על האופן שבו היא פועלת בתחום.

הדור הבא של המוליכים-למחצה

סיליקון קרביד משתייך לקבוצת חומרים בעלי פס אנרגיה רחב (Wide Band Gap), שזהו תחום האנרגיה שבו לא משתחררים אלקטרונים חופשיים מן האטומים. ככל שפס האנרגיה רחב יותר, כך החומר מסוגל לקבל אנרגיה גבוהה יותר מבלי להיהפך למוליך. הדבר מקנה לרכיבי סיליקון קרביד מספר יתרונות חשובים בהשוואה סיליקון דיאוקסיד או גאליום ארסנייד.

פס האנרגיה הרחב מאפשר לרכיבי SiC לעמוד בטמפרטורות, זרמים חשמליים ותדרים גבוהים מאוד מבלי לשנות את תכונותיו, ולכן הם יכולים להפגין יעילות גבוהה ואובדן אנרגיה נמוך. כיום היישומים המרכזיים לטכנולוגיית SiC הם ייצור רכיבים עבור מקורות לייזר, מערכות מכ"ם צבאיות, כל-רכב חשמליים, פאנלים סולאריים, רכיבי הספק ברשתות חשמל ויישומים תעשייתיים אחרים.

השימוש בפרוסות SiC בתעשיית האלקטרוניקה עדיין מצומצם מאוד מאחר שהייצור מורכב ויקר, אולם למרות זאת רבים מעריכים שהוא צפוי להיות אחד מהחומרים המרכזיים בתעשיית המוליכים-למחצה. כיום למשל, הקוטר הסטנדרטי של פרוסת SiC הוא 150 מילימטר, בהשוואה ל-300 מילימיטר של פרוסת סיליקון. זאת מאחר שטרם פותחה שיטה המאפשרת לייצר פרוסות גדולות יותר מבלי לפגוע באחידות שכבת הגביש. מכאן שהתשואה על פרוסות SiC היא עדיין נמוכה בהשוואה לפרוסות סיליקון.

דיודות SiC של ST למתח של 1200V
דיודות SiC של ST למתח של 1200V

להשתלט על שרשרת האספקה

מאחר שתפוקת הייצור העולמית של פרוסות SiC הינה נמוכה יחסית, המפתח של ST להשגת דומיננטיות בשוק הוא להשתלט על חלק נכבד משרשרת האספקה, ולשם כך היא ביצעה מאז תחילת השנה שתי עסקאות חשובות. בחודש ינואר חתמה ST על הסכם רב-שנתי עם חברת השבבים האמריקאית CREE, המייצרת גם פרוסות SiC, לאספקת שוטפת של פרוסות SiC בהיקף כולל של 250 מיליון דולר לאורך תקופת ההסכם.

חודש לאחר מכן היא שמה את ידה על ספקית SiC נוספת, כאשר רכשה את השליטה (55%) בחברת Norstel AB השבדית תמורת 75 מיליון דולר, עם אופציה לרכוש את שאר המניות. ההסכם מקנה ל-ST שליטה בלעדית על ייצור ה-SiC של החברה השבדית. לאחר שתי העסקאות הכריז ז'אן-מרק הנרי: "אנחנו רוצים לחזק את המומנטום בשוק ה-SiC, הן ברמת הנפח והן מבחינת מגוון היישומים עבור שוק הרכב והמגזר התעשייתי. היעד שלנו הוא להיות החברה המובילה בעולם תחום הזה".

תוכנית אסטרטגית 30 שנה קדימה

שתי העסקאות האחרונות יאפשרו ל-ST לשלוט טוב יותר בשרשרת האספקה של SiC וכך להוזיל את עלות החומר. ואולם, כדי להפוך את רכיבי ה-SiC לכלכליים יותר, האתגר של ST יהיה לפתח טכנולוגיה שתאפשר לייצר פרוסות SiC בגודל של 200 מילימטר, מה שיגדיל את רווחיותן. בחברה מתכוונים להגדיל את השקעותיה בפיתוח הטכנולוגיה עד 2025.

חברת ST נחשבת לאחת מהחלוצות בתחום ייצור סדרתי של רכיבים על גבי פרוסות SiC. בשנת 2004 היא הצליחה לייצר דיודות על-גבי SiC, ובשנת 2009 היא ייצרה טרנזיסטור MOFSET. בשנת 2017 החלה ST לייצר רכיבי SiC באופן סדרתי על-גבי פרוסות בקוטר של 150 מילימטר: רכיבים לממירים סולאריים, לכלי-רכב חשמליים, למנועים תעשייתיים, למתאמי הספק ועוד.

הכנסות החברה בתחום הזה עדיין מצוצמות יחסית, והסתכמו ב-200 מיליון דולר בלבד ב-2018, מתוך כלל הכנסות של 9.7 מיליארד דולר. עם זאת, בעיני ST מדובר במהלך לטווח הארוך. בדברים שנשא במפעל שבו היא מייצרת את רכיבי ה-SiC שלה (בקטניה, איטליה), בתחילת השנה, העריך מנכ"ל ST שבעוד כ-30 שנה כמחצית משוק רכיבי ההספק יתבסס על מצעי SiC.

אלקטריאון ועיריית תל-אביב יבצעו ניסוי רכב חשמלי בכביש חכם

עיריית תל אביב החליטה להיכנס לתחום התחבורה החשמלית מכיוון חדש: בהסכם לשיתוף פעולה עם חברת אלקטריאון (Electreon) וחברת דן תחבורה ציבורית שהיא בעלת מניות בחברה, הוסכם ששלושת הגורים יבצעו פיילוט ראשון מסוגו להפעלת קו תחבורה ציבורית באמצעות אוטובוס חשמלי של חברת דן, הנוסע על תשתית של כביש חשמלי שאותה מפתחת אלקטריאון.

הפיילוט כולל בניית כביש חשמלי באורך של 1 ק"מ לפחות שעליו ינוע אוטובוס חשמלי. עיריית תל אביב מקימה צוות עבודה משותף ותסייע בביצוע הפרוייקט. במידה והוא יוגדר כמוצלח, היא תבדוק את יישום הרעיון ברחב העיר ותסייע להציגו בפני בעלי עניין נוספים בארץ ובעולם. מנכ"ל אלקטריאון, אורן עזר, אמר שהטכנולוגיה של החברה תאפשר מעבר מלא לתחבורה חשמלית, כולל של תחבורה ציבורית, משאיות חלוקה, כלי-רכב פרטיים ואוטונומיים. "לתשתית כמעט ואין השפעה ויזואלית על העיר ובכך יוסר חסם מרכזי למעבר לתחבורה חשמלית".

החברה פיתחה "כביש חכם" המבצע העברה אלחוטית של אנרגיה לכלי-רכב במהלך הנסיעה. הטכנולוגיה מבוססת על תשתית סלילים המוטמנת מתחת לפני השטח של נתיב הנסיעה. בנוסף, הרכב מצוייד בסוללה קטנה המאפשרת נסיעה גם בקטעי כביש שאינם כוללים את תשתית הטעינה האלחוטית. המערכת כוללת גם יחידת ניהול הממוקמת בצדי נתיב התנועה או מתחתיו (בהתאם לדרישת הרשות המקומית) שתהיה בקשר רציף עם הרכב הנע מעל הכביש, וכן מערכת מקלט הקולטת את האנרגיה האלחוטית המגיעה מהכביש החכם.

לאחרונה החברה דיווחה על השלמה מוצלחת של ניסוי פיילוט שבמהלכו היא הציגה לראשונה רכב הנוסע ‏באופן רציף לאורך מקטע של 25 מטר בתוך מתחם הניסויים של החברה בבית ינאי. חברת אלקטריאון נסחרת בבורסה של תל אביב לפי שווי שוק של כמעט 468 מיליון שקל.

VisIC גייסה 10 מיליון דולר לפיתוח שבבי הספק

חברת VisIC מנס ציונה, המפתחת מודולים מבוססי GaN (גליום ניטריד) למערכות הספק, השלימה גיוס הון בהיקף של 10 מיליון דולר שבוצע על-ידי משקיע פרטי יחיד. זהות המשקיע לא נחשפה, אך בחברה מסרו כי המשקיע ביצע את ההשקעה הגדולה לאחר שזיהה פוטנציאל שוק גדול במוצרים החדשים של החברה. VisIC, שהוקמה ב-2010 והקדישה עד כה את משאביה למחקר ולפיתוח, השיקה באחרונה סדרה ראשונה של מודולים מבוססי GaN המספקים יכולת מיתוג של הספקים גדולים מאוד, בזמים של כמה עשרות אמפר ובמתחים של עד 1200V.

בחודש פברואר האחרון היא חתמה בפברואר על הסכם ייצור עם TSMC הטאיוואנית אשר תייצר את המודולים שלה, וכבר סיפקה ללקוחות דוגמיות ראשונות של המוצר. באמצעות כספי הגיוס האחרון מיועדים לממן את השיווק. המודולים החדשים של VisIC מיועדים לממירי כוח למנועי רכב חשמליים והיברידיים, ורכיבי כוח למרכזי מידע ומערכות תקשורת, וליישומים אחרים המחייבים למתג זרמים של עד כ-50 אמפר. החברה הודיעה שכעת היא מתמקדת בעיקר בתעשיית הרכב החשמלי הצומחת.

מספר המכוניות החשמליות בעולם נמצא בגידול מתמיד ומגמה זו צפויה לצבור תאוצה ביתר בשנים הקרובות. כל יצרניות הרכב המובילות החלו להשקיע משאבים גדולים בפיתוח דגמים חשמליים, וחברת המחקר UBS מעריכה שבשנת 2025 יתפסו המכוניות החשמליות כ-16% מכלל מכירות כלי-הרכב. אחד מהאתגרים החשובים בתחום הרכב החשמלי הוא פיתוח טכנולוגיות יעילות לטעינה מהירה של סוללת הרכב שתאפשר נסיעה ממושכת. להערכת VisIC, רכיבי הספק מבוססי GaN מאפשרים למקסם את הביצועים של ממירי כוח בעלי הספק ומתח גבוהים, מהסוג המשמש בכלי-רכב היברידיים וחשמליים.

ל-TechTime נמסחר כי החברה כבר מקיימת מספר שיתופי פעולה עם ספקיות בתחום הרכב (Tier-1), בעיקר בסין ובמזרח אסיה, לשילוב הטכנולוגיה של החברה, ועל פי התכנון המוצרים שלה צפויים להיכנס לייצור המוני החל מ-2020.

רכיבי GaN מחליפים את רכיבי הסיליקון

GaN (גליום ניטריד) הוא חומר מוליך למחצה בינארי המורכב מהיסודות גליום וחנקן. בשל פער האנרגיה הגבוה שלו, GaN משמש בתעשיית הסמיקונדקטור בעיקר ביישומים אלקטרו-אופטיים כגון דיודות פולטות אור (LED). ואולם, בשנים האחרונות הולך ומתרחב השימוש בחומר הזה גם בתחום הרכיבים להספק גבוה, שזה תחום ההתמחות של VisIC: מודולים מבוססי GaN למערכות הספק גבוה. רבים בתעשייה מעריכים שבשנים הבאות יחליף ה-GaN את הסיליקון במערכות הספק רבות. להערכת חברת המחקר Yole Développement, שוק רכיבי ההספק מבוססי GaN צפוי לגדול בעקביות בשנים הקרובות ולהגיע להיקף של 332 מיליון דולר בשנת 2022.

חברת VisIC הוקמה בשנת 2010 על-ידי המנכ"לית ד"ר תמרה בקשט ועל-ידי הטכנולוג הראשי גרגורי באנין. בקשט הגיעה מחברת Gal El וצברהע נסיון רב בפיתוח רכיבי גליום ניטריד. באנין ניהל את מרכזי הסמיקונדוקטור MIET ו-PULSAR במוסקבה. בישראל, באנין עבד במכון ויצמן, באלתא מערכות (ELTA) ובאולטרם טכנולוגיות (MMIC). לגרגורי יש ניסיון של למעלה מ-30 שנה בפיתוח טכנולוגיות מרוכבות לתעשיית הסמיקונדוקטור. ההישג הטכנולוגי האחרון שלו לפני הקמת VisIC היה פיתוח מגבר RF מבוסס GaN בעל הספק גבוה.