Onsemi will Leistungsdichte von E-Auto-Wechselrichtern vervierfachen
Onsemi hat mit der Embedded Power Platform (EPP) eine neue Architektur für Leistungselektronik vorgestellt. Bei Traktionswechselrichtern für Elektroautos soll sie laut dem Halbleiterhersteller eine bis zu viermal höhere Leistungsdichte und 15 Prozent geringere Leistungsverluste ermöglichen. Subaru gehört zu den ersten Entwicklungspartnern.
Wafer der neuen Embedded Power Platform von Onsemi für hochintegrierte Leistungselektronik.
Bild: Onsemi
Einer der ersten Partner aus der Autoindustrie ist Subaru.Der japanische Hersteller will EPP für künftige elektrifizierte Fahrzeugarchitekturen evaluieren und erhält dafür frühzeitig Zugriff auf Engineering-Samples, Simulationsmodelle und technisches Know-how von Onsemi. Eine Entscheidung über einen Einsatz in einem Serienfahrzeug ist damit noch nicht verbunden.
Der technische Ansatz unterscheidet sich vor allem beim Packaging von konventionellen Lösungen. Bei EPP dient der Silizium-Wafer selbst als Grundlage des Packages. Darin können unterschiedliche Halbleitertechnologien wie Silizium, Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) sowie mehrere Bauteile wie FETs, Treiber und Controller gemeinsam integriert werden.
Damit will Onsemi elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften nicht mehr weitgehend getrennt voneinander entwickeln und anschließend zusammenführen. Stattdessen können sie innerhalb einer gemeinsamen Architektur ausgelegt, simuliert und optimiert werden. Unter anderem soll die geringere parasitäre Induktivität elektrische Verluste reduzieren, während höhere Schaltfrequenzen möglich werden.
Gefertigt werden kann EPP nach Angaben von Onsemi auf den bestehenden 12-Zoll-Siliziumwafer-Linien des Unternehmens. Damit sollen wesentliche Integrationsschritte direkt in der Halbleiterfertigung stattfinden. Für Elektroautos sieht Onsemi einen wesentlichen Einsatzbereich in Traktionswechselrichtern. Gegenüber konventionellen Ansätzen verspricht der Hersteller hier eine bis zu viermal höhere Leistungsdichte bei gleichzeitig bis zu 15 Prozent geringeren Leistungsverlusten. Damit könnten die Wechselrichter kleiner und leichter ausfallen. Wie sich die genannten Werte unter konkreten Einsatzbedingungen zusammensetzen, geht aus der Ankündigung allerdings nicht hervor.
Interessant ist zudem die Skalierbarkeit: Eine EPP-basierte Wechselrichterarchitektur soll sich über verschiedene Leistungsklassen hinweg einsetzen lassen. Fahrzeughersteller könnten damit ein gemeinsames Grunddesign für unterschiedliche Modelle verwenden, anstatt für jede Leistungsklasse eine eigene Lösung zu entwickeln. Onsemi stellt dadurch geringeren Entwicklungs- und Qualifizierungsaufwand sowie niedrigere Entwicklungs- und Produktionskosten in Aussicht.
Für die EPP-Plattform insgesamt nennt Onsemi je nach Anwendung eine drei- bis fünffach höhere Leistungsdichte. Entwicklungszyklen sollen sich in bestimmten Fällen auf bis zu vier Monate verkürzen lassen. Diese Angaben beziehen sich allerdings auf die Plattform insgesamt und nicht speziell auf einen bereits validierten Automotive-Serieneinsatz.
Neben dem Automotive-Bereich richtet Onsemi die Plattform auch auf Industrieanwendungen und die Stromversorgung von KI-Rechenzentren aus. Der Halbleiterhersteller sieht darin den Vorteil, dieselbe Integrationsarchitektur über unterschiedliche Anwendungen und Halbleitertechnologien hinweg skalieren zu können. Die Embedded Power Platform befindet sich derzeit noch in einer frühen Phase. Erste Samples sollen im Laufe dieses Jahres an ausgewählte Kunden und Entwicklungspartner aus der Automobil- und KI-Branche gehen.