Stejně jako když šéfkuchař objeví nový způsob přípravy známé suroviny, který změní celé kulinářské odvětví, tak i japonský inženýr Hiroyuki Matsunami objevil převratnou metodu, která revolučně změnila svět výkonové elektroniky.
Životní cesta plná objevů
Narozený v roce 1939 v japonské Osace, Matsunami zasvětil svůj život výzkumu polovodičů. Jeho vědecká pouť začala na Kjótské univerzitě, kde později působil přes 40 let jako profesor. Podobně jako když objevitel hledá novou cestu v neprobádaném území, i Matsunami se vydal zkoumat tehdy málo známý materiál - karbid křemíku (SiC).
Průlomový objev "step-flow epitaxy"
V roce 1987 učinil Matsunami se svým týmem zásadní objev metody "step-flow epitaxy". Představte si to jako objevení dokonalého receptu na výrobu čistého materiálu - bez nežádoucích příměsí a nedokonalostí. Tento objev byl klíčový, protože bez něj by byla epitaxní výroba nemožná a moderní výkonová elektronika založená na SiC by nikdy nevznikla.
Revoluce ve výkonové elektronice
Karbid křemíku se díky svým vlastnostem, jako je vysoké průrazné napětí a široký zakázaný pás, stal ideálním polovodičem pro vysokonapěťové součástky s nízkými ztrátami. Tyto součástky výrazně předčily zařízení založená na křemíku a arsenidu galia.
Praktické dopady na průmysl
První prototypy Schottkyho diod z SiC, které Matsunami představil, se od roku 2001 vyrábějí ve velkém měřítku. Dnes je komerčně vyrábí více než 10 společností. Od roku 2010 běží také masová produkce výkonových SiC MOSFET tranzistorů.
Využití v praxi:
● Napájecí zdroje pro serverové farmy
● Klimatizační systémy
● Fotovoltaické měniče pro solární elektrárny
● Rychlonabíječky
● Trakční systémy vysokorychlostních železnic
● Elektromobily (Tesla Model 3 používá 48 SiC MOSFET tranzistorů v hlavním měniči)
Budoucnost elektromobility
Experti předpovídají, že do roku 2035 budou všechna nová auta elektrická. Při současném prodeji 75 milionů nových aut ročně to znamená potřebu asi 4 miliard SiC MOSFET tranzistorů ročně. Tato revoluce v automobilovém průmyslu by nebyla možná bez Matsunamiho průkopnických příspěvků.
Odkaz budoucím generacím
Matsunami není jen vynálezcem, ale také inspirativním učitelem. Za svou kariéru vychoval přes 300 absolventů, kteří dnes působí jako přední odborníci v oblasti elektroniky a polovodičů po celém světě. Jeho práce připomíná maják, který osvětluje cestu k účinnější a ekologičtější budoucnosti výkonové elektroniky.