Onsemi zamierza czterokrotnie zwiększyć gęstość mocy konwerterów prądu w samochodach elektrycznych.

Onsemi przedstawiło nową architekturę dla elektroniki mocy pod nazwą Embedded Power Platform (EPP). Według producenta półprzewodników ma ona umożliwić przetwornikom trakcyjnym w samochodach elektrycznych nawet czterokrotnie wyższą gęstość mocy oraz o 15 procent mniejsze straty mocy. Subaru należy do pierwszych partnerów w procesie rozwoju.

Płyta krzemowa nowej Embedded Power Platform od Onsemi przeznaczona do wysoko zintegrowanej elektroniki mocy.

Zdjęcie: Onsemi

Jednym z pierwszych partnerów z przemysłu motoryzacyjnego jest Subaru. Japoński producent chce ocenić technologię EPP w kontekście przyszłych architektur pojazdów elektrycznych i dzięki temu wcześnie uzyskuje dostęp do próbek inżynieryjnych, modeli symulacyjnych oraz wiedzy technicznej od Onsemi. Decyzja o zastosowaniu tej technologii w pojazdach seryjnych nie została jeszcze podjęta.

Podejście techniczne różni się przede wszystkim od konwencjonalnych rozwiązań pod względem pakowania. W przypadku EPP sam płyta krzemowa stanowi podstawę opakowania. Można w nim łącznie zintegrować różne technologie półprzewodnikowe, takie jak krzem, karbid krzemu (SiC) i azotek galu (GaN), a także różne komponenty, takie jak FET-y, wzmacniacze i kontrolery.

W ten sposób Onsemi zamierza przestać rozwijać właściwości elektryczne, termiczne i mechaniczne w sposób w dużej mierze oddzielny, a następnie je łączyć. Zamiast tego można je projektować, symulować i optymalizować w ramach wspólnej architektury. Między innymi mniejsza induktywność pasożytnicza ma zmniejszyć straty elektryczne, jednocześnie umożliwiając wyższe częstotliwości pracy układów.

Zgodnie z informacjami firmy Onsemi, EPP można wytwarzać na istniejących liniach do produkcji płytek krzemowych o średnicy 12 cali. Dzięki temu kluczowe kroki integracji mają odbywać się bezpośrednio podczas produkcji półprzewodników. W przypadku samochodów elektrycznych Onsemi widzi istotne zastosowanie tych rozwiązań w konwerterach trakcyjnych. W porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami producent obiecuje tu nawet czterokrotnie wyższą gęstość mocy przy jednoczesnym spadku strat mocy o do 15 procent. Dzięki temu konwertery mogą być mniejsze i lżejsze. Jednak w ogłoszeniu nie podano, jak te wartości zachowują się w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych.

Ciekawa jest również skalowalność: architektura konwerterów oparta na EPP ma umożliwiać zastosowanie w różnych klasach mocy. Dzięki temu producenci pojazdów mogliby używać jednego podstawowego projektu dla różnych modeli, zamiast rozwijać oddzielne rozwiązania dla każdej klasy mocy. Onsemi obiecuje w ten sposób mniejsze nakłady na rozwój i certyfikację oraz niższe koszty rozwoju i produkcji.

Dla całej platformy EPP Onsemi w zależności od zastosowania podaje gęstość mocy trzy do pięć razy wyższą. Cykle rozwojowe mają się w niektórych przypadkach skracać do nawet czterech miesięcy. Informacje te odnoszą się jednak do całej platformy, a nie konkretnie do już zweryfikowanego zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym.

Oprócz sektora motoryzacyjnego platforma ta jest również przeznaczona do zastosowań przemysłowych oraz zasilania centrów obliczeniowych opartych na sztucznej inteligencji. Producent półprzewodników dostrzega w tym zaletę możliwości skalowania tej samej architektury integracyjnej między różnymi zastosowaniami i technologiami półprzewodnikowymi. Platforma Embedded Power znajduje się obecnie jeszcze we wczesnej fazie. Pierwsze próbki mają trafić w tym roku do wybranych klientów i partnerów rozwojowych z branży motoryzacyjnej oraz sztucznej inteligencji.