Onsemi va quadrupler la densité de puissance des onduleurs pour voitures électriques.
Onsemi a présenté la Embedded Power Platform (EPP), une nouvelle architecture pour l’électronique de puissance. Selon le fabricant de semi-conducteurs, elle permettrait aux onduleurs de traction pour les voitures électriques d’atteindre une densité de puissance jusqu’à quatre fois supérieure et de réduire les pertes d’énergie de 15 %. Subaru fait partie des premiers partenaires de développement.
Galette de la nouvelle Embedded Power Platform d’Onsemi destinée à une électronique de puissance hautement intégrée.
Image : Onsemi
L’un des premiers partenaires issus de l’industrie automobile est Subaru. Le constructeur japonais souhaite évaluer le EPP pour les futures architectures de véhicules électrifiés et bénéficie ainsi en amont d’accès à des échantillons d’ingénierie, à des modèles de simulation et aux compétences techniques d’Onsemi. Aucune décision concernant son utilisation dans un véhicule de série n’a pour l’instant été prise.
L’approche technique se distingue surtout par son emballage par rapport aux solutions conventionnelles. Avec le EPP, la puce en silicium elle-même sert de base à l’emballage. Il est possible d’y intégrer conjointement différentes technologies de semi-conducteurs telles que le silicium, le carbure de silicium (SiC) et le nitride de gallium (GaN), ainsi que plusieurs composants tels que des FET, des drivers et des contrôleurs.
Avec cela, Onsemi ne développera plus les propriétés électriques, thermiques et mécaniques de manière largement séparée avant de les combiner par la suite. Au contraire, elles pourront être conçues, simulées et optimisées au sein d’une architecture commune. Entre autres, une inductance parasitaire réduite doit permettre de diminuer les pertes électriques, tout en rendant possibles des fréquences de commutation plus élevées.
D’après Onsemi, le EPP peut être fabriqué sur les lignes existantes de wafers en silicium de 12 pouces de l’entreprise. Cela permettrait que les étapes clés d’intégration aient lieu directement lors de la fabrication des semi-conducteurs. Pour les voitures électriques, Onsemi voit un domaine d’application majeur dans les onduleurs de traction. Par rapport aux approches conventionnelles, le fabricant promet ici une densité de puissance jusqu’à quatre fois supérieure, avec en même temps des pertes de puissance réduites de jusqu’à 15 %. Cela permettrait aux onduleurs d’être plus petits et plus légers. Toutefois, l’annonce ne précise pas comment ces valeurs se comportent dans des conditions d’utilisation concrètes.
Il est également intéressant de noter la scalabilité : une architecture d’onduleurs basée sur EPP devrait pouvoir être utilisée dans différentes classes de puissance. Les constructeurs automobiles pourraient ainsi employer un même concept de base pour différents modèles, au lieu de développer une solution distincte pour chaque classe de puissance. Onsemi promet ainsi des efforts de développement et de qualification réduits, ainsi que des coûts de développement et de production plus faibles.
Pour la plateforme EPP dans son ensemble, Onsemi indique une densité de puissance trois à cinq fois plus élevée en fonction de l’application. Les cycles de développement pourraient, dans certains cas, être raccourcis jusqu’à quatre mois. Ces indications se réfèrent cependant à la plateforme dans son ensemble et non spécifiquement à une application automobile en série déjà validée.
Outre le secteur de l’automobile, Onsemi destine également cette plateforme aux applications industrielles ainsi qu’à l’alimentation électrique des data centers d’intelligence artificielle. Le fabricant de semi-conducteurs y voit l’avantage de pouvoir mettre en œuvre la même architecture d’intégration à travers différents types d’applications et technologies de semi-conducteurs. La Embedded Power Platform se trouve actuellement encore dans une phase initiale. Les premiers échantillons devraient être envoyés au cours de cette année à des clients et partenaires de développement sélectionnés dans les secteurs de l’automobile et de l’intelligence artificielle.