Onsemi treibt die Elektrifizierung mit Siliziumkarbid-Innovation voran

EliteSiC M3e MOSFETs der jüngsten Generation vorgestellt, um die Energieeffizienz für stromhungrige Anwendungen signifikant zu senken.

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• Neueste Generation der EliteSiC M3e MOSFETs reduziert Abschaltverluste für elektrische Anwendungen um bis zu 50 Prozent
• Plattform erzielt einzigartige Reduzierung der Leitungs- und Schaltverluste auf der bewährten planaren Architektur
• In Kombination mit dem onsemi-Portfolio an intelligenten Leistungsprodukten kann der EliteSiC M3e weitere optimierte Systemlösungen liefern und die Markteinführungszeit verkürzen
• onsemi plant die beschleunigte Einführung mehrerer zukünftiger Generationen von Siliziumkarbid bis 2030

Angesichts der sich zuspitzenden Klimakrise und des dramatischen Anstiegs des weltweiten Energiebedarfs verpflichten sich Regierungen und Industrie zu ehrgeizigen Klimazielen, um die Umweltauswirkungen zu verringern und eine nachhaltige Zukunft zu sichern. Der Schlüssel zu diesen Bemühungen ist mehr Elektrifizierung, um CO2-Emissionen zu reduzieren und erneuerbare Energiequellen zu nutzen. In einem bedeutenden Schritt zur Beschleunigung dieses globalen Wandels hat onsemi seine neueste Generation von Siliziumkarbid-Technologieplattformen, EliteSiC M3e MOSFETs, vorgestellt. Das Unternehmen gab außerdem Pläne bekannt, bis 2030 mehrere weitere Generationen auf den Markt zu bringen.

„Die Zukunft der Elektrifizierung ist abhängig von fortschrittlichen Leistungshalbleitern. Die heutige Infrastruktur kann mit den Anforderungen der Welt nach mehr Intelligenz und elektrifizierter Mobilität ohne signifikante Innovationen im Bereich der Stromversorgung nicht Schritt halten. Dies ist entscheidend für die Fähigkeit, die globale Elektrifizierung zu erreichen und den Klimawandel aufzuhalten“, sagt Simon Keeton, Group President, Power Solutions Group bei onsemi. „Wir geben das Tempo für Innovationen vor und planen, die Leistungsdichte in unserer Siliziumkarbid-Technologie-Roadmap bis 2030 deutlich zu erhöhen, um den wachsenden Energiebedarf zu decken und den globalen Übergang zur Elektrifizierung zu ermöglichen.“

Die EliteSiC M3e-MOSFETs werden eine grundlegende Rolle dabei spielen, die Leistung und Verlässlichkeit von elektrischen Systemen der nächsten Generation zu niedrigeren Kosten pro kW bereitzustellen und damit die Akzeptanz und Wirksamkeit von Elektrifizierungsinitiativen beeinflussen. Mit der Fähigkeit, bei höheren Schaltfrequenzen und Spannungen zu arbeiten und gleichzeitig die Verluste bei der Leistungsumwandlung zu minimieren, ist diese Plattform für eine breite Palette von Automobil- und Industrieanwendungen, wie z. B. elektrische Fahrzeugantriebe, Gleichstrom-Schnellladegeräte, Solarwechselrichter und Energiespeicherlösungen, unerlässlich. Darüber hinaus werden die EliteSiC M3e-MOSFETs den Übergang zu effizienteren Rechenzentren mit höherer Leistung ermöglichen, um den exponentiell steigenden Energiebedarf für nachhaltige künstliche Intelligenz zu decken.

Bewährte Plattform sorgt für Effizienzsprung
Dank der einzigartigen Entwicklungs- und Fertigungskapazitäten von onsemi erreichen die EliteSiC M3e MOSFETs auf der bewährten und praxiserprobten planaren Architektur eine deutliche Reduzierung der Leitungs- und Schaltverluste. Im Vergleich zu früheren Generationen kann die Plattform die Leitungsverluste um 30 Prozent und die Abschaltverluste um bis zu 50 Prozent[i] reduzieren. Durch die Verlängerung der Lebensdauer von SiC-Planar-MOSFETs und die branchenführende Leistung der EliteSiC M3e-Technologie kann onsemi die Robustheit und Stabilität der Plattform sicherstellen, was sie zu einer bevorzugten Wahl für kritische Elektrifizierungsanwendungen macht.

Die EliteSiC M3e-MOSFETs bieten außerdem den branchenweit niedrigsten Einschaltwiderstand mit Kurzschlussfähigkeit, was für den Markt für Traktionswechselrichter, die größte Domäne von SiC, entscheidend ist. Verpackt in den hochmodernen diskreten und Leistungsmodulen von onsemi, liefert der 1200-V-M3e-Die wesentlich mehr Phasenstrom als die bisherige EliteSiC-Technologie, was zu einer um 20 Prozent höheren Ausgangsleistung im gleichen Traktionswechselrichtergehäuse führt. Umgekehrt kann eine feste Leistungsstufe nun mit rund 20 Prozent weniger SiC-Anteil ausgelegt werden, was Kosten spart und gleichzeitig die Entwicklung kleinerer, leichterer und zuverlässigerer Systeme ermöglicht.

Darüber hinaus bietet onsemi ein breiteres Portfolio an intelligenten Leistungstechnologien an, darunter Gate-Treiber, DC-DC-Wandler, Elektroniksicherungen und mehr, die mit der EliteSiC M3e-Plattform kombiniert werden können. Die Kombination aus optimierten, gemeinsam entwickelten Leistungsschaltern, Treibern und Controllern von onsemi ermöglicht erweiterte Funktionen durch Integration und senkt die Gesamtsystemkosten.

Zukunft der Stromversorgung
Der weltweite Energiebedarf wird in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich stark ansteigen, so dass die Notwendigkeit einer höheren Leistungsdichte bei Halbleitern von größter Bedeutung ist. onsemi ist führend bei Innovationen in seiner Siliziumkarbid-Roadmap - von Chip-Architekturen bis hin zu neuartigen Packaging-Techniken - um die allgemeine Nachfrage der Industrie nach höherer Leistungsdichte abzudecken.

Mit jeder neuen Generation von Siliziumkarbid werden die Zellstrukturen optimiert, um effizient mehr Strom durch eine kleinere Fläche zu leiten und so die Leistungsdichte zu erhöhen. In Verbindung mit den fortschrittlichen Gehäusetechniken des Unternehmens wird onsemi in der Lage sein, die Leistung zu maximieren und die Gehäusegröße zu reduzieren. Durch die Anwendung der Konzepte des Mooreschen Gesetzes auf die Entwicklung von Siliziumkarbid kann onsemi mehrere Generationen parallel entwickeln und seine Roadmap beschleunigen, um bis 2030 mehrere neue EliteSiC-Produkte auf den Markt zu bringen.

„Wir setzen unsere jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Leistungshalbleiter ein, um die Grenzen der Geschwindigkeit und Innovation in unseren Entwicklungs- und Fertigungskapazitäten zu erweitern, um den steigenden globalen Energiebedarf zu decken“, sagt Dr. Mrinal Das, Senior Director Technical Marketing, Power Solutions Group, bei onsemi. „Bei Siliziumkarbid besteht eine enorme technische Interdependenz zwischen den Materialien, dem Bauelement und dem Gehäuse. Da wir die volle Kontrolle über diese Schlüsselaspekte haben, können wir den Design- und Fertigungsprozess steuern und neue Generationen viel schneller auf den Markt bringen.“

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