Siliziumkarbid-Innovation für mehr Energieeffizienz

Erhöhte Leistungsdichte im gesicherten Fertigungsprozess

Die von onsemi Mitte Juli in München vorgestellte Generation der EliteSiC M3e MOSFETs reduziert Abschaltverluste für elektrische Anwendungen um bis zu 50 %. In Kombination mit dem weiteren Portfolio des Herstellers an intelligenten Leistungselektronik-Produkten trägt die technologische Weiterentwicklung zu optimierten Systemlösungen bei und kann die Markteinführungszeit verkürzen. onsemi plant zudem die beschleunigte Einführung mehrerer zukünftiger Generationen von Siliciumkarbid-Leistungshalbleitern bis 2030. Der Weg in eine Zukunft ohne CO2-Emissionen wird weltweit über die zunehmende Elektrifizierung und den Ausbau erneuerbarer Energiequellen führen.

onsemi sieht seine jetzt vorgestellte neueste Generation von Siliciumkarbid-Technologieplattformen und ihren Ausbau um mehrere weitere Generationen bis 2030 als einen wesentlichen Beitrag zu diesem Trend. „Die Zukunft der Elektrifizierung ist abhängig von fortschrittlichen Leistungshalbleitern. Signifikante Innovationen im Bereich der Stromversorgung sind entscheidend, die globale Elektrifizierung zu erreichen und den Klimawandel einzugrenzen“, sagt Simon Keeton, Group President, onsemi Power Solutions. Demnach werden die neuen Siliciumkarbid-MOSFETs eine grundlegende Rolle spielen, bei elektrischen Systemen der nächsten Generation Leistung und Verlässlichkeit zu niedrigeren Kosten pro kW bereitzustellen und damit die Akzeptanz und Wirksamkeit von Elektrifizierungsinitiativen zu beeinflussen.

Entwicklungspotenzial hat das Zusammenspiel von Chip und GehäuseEntwicklungspotenzial hat das Zusammenspiel von Chip und GehäuseEnergiebedarf bei rechenintensiver KI Entscheidendes Merkmal der SiC-Technologie ist die Fähigkeit, bei höheren Schaltfrequenzen und Spannungen zu arbeiten und gleichzeitig die Verluste bei der Leistungsumwandlung zu minimieren. Das macht die Plattform für eine breite Palette von Automobil- und Industrieanwendungen, wie z. B. elektrische Fahrzeugantriebe, Gleichstrom-Schnellladegeräte, Solarwechselrichter und Energiespeicherlösungen, unerlässlich. Darüber hinaus werden die SiC-MOSFETs effizientere Rechenzentren mit höherer Leistung ermöglichen und so trotz exponentiell steigendem Rechenbedarf für nachhaltige künstliche Intelligenz den Energiebedarf im Griff behalten. Auf der bewährten und praxiserprobten planaren Architektur von onsemi erreichen die EliteSiC M3e MOSFETs eine deutliche Reduzierung der Leitungs- und Schaltverluste. Im Vergleich zu früheren Generationen kann die Plattform die Leitungsverluste um 30 % und die Abschaltverluste um bis zu 50 % reduzieren. Durch die Verlängerung der Lebensdauer von SiC-Planar-MOSFETs kann onsemi die Robustheit und Stabilität der Plattform sicherstellen.

In der größten Domäne von SiC, dem Markt für Traktionswechselrichter, machen der branchenweit niedrigste Einschaltwiderstand und ihre Kurzschlussfähigkeit die neuen SiC-MOSFETs besonders interessant. Der 1200-V-M3e-Die liefert wesentlich mehr Phasenstrom als die bisherige EliteSiC-Technologie, was zu einer um 20 % höheren Ausgangsleistung im gleichen Traktionswechselrichtergehäuse führt. Umgekehrt kann eine feste Leistungsstufe nun mit rund 20 % weniger SiC-Anteil ausgelegt werden, was Kosten spart und gleichzeitig die Entwicklung kleinerer, leichterer und zuverlässigerer Systeme ermöglicht. Die Prozentangaben basieren auf internen Tests von onsemi im Vergleich der älteren M3T- mit den nun vorgestellten M3e-MOSFETs.

Kombiniert mit einem breiteren Portfolio an intelligenten Leistungshalbleitern, darunter Gate-Treiber, DC-DC-Wandler, Elektroniksicherungen und mehr, werden durch Integration erweiterte Funktionen und geringere Gesamtsystemkosten möglich. Der EliteSiC M3e MOSFET im TO-247-4L-Gehäuse ist ab sofort erhältlich.

Beachten Sie unser Gespräch des Monats mit Dr. Mrinal Das im entsprechenden Onlineartikel.

 

  • Titelbild: Erhöhte Leistungsdichte im gesicherten Fertigungsprozess
  • Ausgabe: August
  • Jahr: 2024
  • Autoren: Volker Tisken
  • Link: https://www.onsemi.com/
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