Nell’elettronica di potenza per autoveicoli (inverter, caricabatterie di bordo, convertitori c.c./c.c.), la transizione ai MOSFET al carburo di silicio e ai sistemi ad alta tensione sopra gli 800 V è aumentata di ritmo nel 2021.
Il
IDTechEx relazione “Elettronica di potenza per veicoli elettrici 2022 – 2032” (
www.IDTechEx.com/Power) trova
Renault,
MONDO e
Hyundai tutte hanno annunciato nuove piattaforme per veicoli da 800 V che adotteranno MOSFET in carburo di silicio nella loro elettronica di potenza fino al 2025.
Fonte: Annunci OEM
Inoltre, con l’uscita di Mach E alla fine del 2021,
Guado si unì a artisti del calibro di
Tesla (tutti i modelli),
MONDO (Han) e
Toyota (Mirai) nel disporre sul mercato di un modello di auto elettrica contenente elettronica di potenza al carburo di silicio.
La transizione sta presentando nuove sfide per i materiali del pacchetto dei moduli di alimentazione, poiché sono richieste frequenze di commutazione più elevate, maggiori densità di potenza e temperature operative più elevate, pur mantenendo una durata di servizio di 15 anni.
Come la
densità di potenza di chip semiconduttori è aumentato esponenzialmente nell’ultimo decennio, nuovi progetti di raffreddamento a doppia faccia, legami di filo di rame e telai di piombo sono emersi come fattori abilitanti.
Fonte: IDTechEx
Forse la cosa più critica, poiché i requisiti della temperatura di giunzione si sono avvicinati a 175 – 200 gradi C, i limiti delle saldature convenzionali hanno lasciato il posto a nuovi materiali die-attach.
I materiali sinterizzati in nano argento e i materiali sinterizzati in rame hanno un punto di fusione elevato rispetto alle tradizionali saldature senza piombo a base di stagno e supportano temperature termiche elevate superiori a 250 gradi, contribuendo a massimizzare la transizione verso MOSFET in carburo di silicio ad alta densità di potenza.
Mentre le paste sinterizzate a nanoargento sono sul mercato (ad esempio Argomax di Alpha), i materiali sinterizzati in rame più performanti sono dietro l’angolo, con aziende come
Hitachi,
Showa Denko, e
Mitsui dimostrando la tecnologia e/o nelle fasi di qualificazione per l’industria automobilistica.
Sebbene il passaggio al carburo di silicio riduca l’area complessiva dello stampo, i chip e i corrispondenti materiali di fissaggio dello stampo sono più costosi di quelli che sostituiscono.
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