Suchen

Wide-Bandgap-Halbleiter SiC-Dioden und SiC-Power-MOSFET sind bereit für den Massenmarkt

| Autor / Redakteur: Corey Deyalsingh, Sujit Banerjee * / Gerd Kucera

Im Dezember 2015 startete Littelfuse eine Initiative zur Verbreitung von SiC-Komponenten und investierte dazu in Monolith Semiconductor, ein auf die Entwicklung von SiC-Halbleitern spezialisiertes Unternehmen.

Firma zum Thema

Bild 1: Die LSIC2SD120-Baureihe mit 1200-V-SiC-Schottky-Dioden ist die erste eines kompletten Portfolios mit SiC-Komponenten von Littelfuse-Monolith und ist mit Stromwerten von 5 bis 10 A im TO-220-2L- oder TO-252-2L-Gehäuse erhältlich.
Bild 1: Die LSIC2SD120-Baureihe mit 1200-V-SiC-Schottky-Dioden ist die erste eines kompletten Portfolios mit SiC-Komponenten von Littelfuse-Monolith und ist mit Stromwerten von 5 bis 10 A im TO-220-2L- oder TO-252-2L-Gehäuse erhältlich.
(Bild: Littlefuse)

Zwei Faktoren sind unerlässlich, damit sich eine neue Halbleitertechnologie erfolgreich auf dem Markt durchsetzen kann. Erstens: Die Technologie muss eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit und parametrische Stabilität bieten. Zweitens: es muss eine ausreichende anhaltende Nachfrage nach den Bauteilen geben, um die Serienproduktion wirtschaftlich zu machen.

Siliziumkarbid (SiC) ist ein Halbleitermaterial das sich sehr schnell weiterentwickelt. Es ermöglicht bei Systemen höhere Schaltfrequenzen bei geringeren Verlusten und Temperaturen als herkömmliches Silizium. So können Wechselrichter und andere Energieumwandlungssysteme kostengünstiger und mit deutlich höherer Leistungsdichte und Energieeffizienz hergestellt werden.

Bildergalerie

Weltweit steigt der Energieverbrauch; laut Prognose der US-amerikanischen Energy Information Administration (EIA) wird bis 2040 ein Anstieg um 48% erwartet. Diese wachsende Nachfrage unterstreicht die Bedeutung einer Energieerzeugung ohne fossile Brennstoffe zu entwickeln und die Energieeffizienz zu steigern. SiC leistet hier einen wichtigen Beitrag.

Gleichzeitig steigt der Bedarf an Energiespeicherung im Netz, um Energieschwankungen durch umweltfreundliche Technologien wie Wind- und Solarenergie auszugleichen. SiC-Technologien bieten hier durch Einsatz von Batterien und anderer Hochspannungs-Leistungselektronik wie Schaltern, Wechselrichtern und Steuerungen eine kostengünstige, kompakte und effiziente Lösung. Auch die wachsende Nachfrage nach Hybrid- und Elektrofahrzeugen sorgt für eine immer größere Bedeutung von energieeffizienter Leistungselektronik.

SiC-Komponenten ermöglichen die Entwicklung kleinerer, leichterer, robusterer und effizienterer Systeme für Antriebsumrichter, DC/DC-Wandler, Onboard Charger und vieles mehr. Verbesserte SiC-basierte Leistungselektroniksysteme können hier einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung von Elektrofahrzeugen und andere Transportsystemen leisten. Ein anderes Thema sind Rechenzentren: Bis zu drei Prozent des gesamten, in den USA erzeugten Stroms werden dort derzeit für deren Stromversorgung aufgewendet.

Dieser Energiebedarf wird mit zunehmender Speicherung von immer mehr Informationen in der Cloud noch weiter steigen. Die SiC-Technologie wird hier eine entscheidende Rolle bei der der Steigerung der Leistungsdichte spielen. Gleichzeitig werden dabei die Effizienz und Betriebskosten reduziert. Aktuell sind allerdings noch relativ wenige SiC-Komponenten (zumindest SiC-MOSFETs) im Handel erhältlich. Nur wenige Lieferanten können ab Lager liefern.

Das verzögert die Einführung der Komponenten und ihren Eintritt in den Massenmarkt noch weiter. Lieferanten müssen sich daher intensiver darum bemühen, die zuverlässige Verfügbarkeit von qualifizierten SiC-Komponenten zu verbessern. Die Zusammenarbeit mit kleineren Abnehmern, um den Einsatz der neuen Technologie zu unterstützen, ist dabei ein wichtiger Ansatzpunkt. Diese Kunden stellen vielleicht aktuell kein riesiges Geschäftsvolumen dar; zukünftig bieten sie aber hohes Potenzial für rapides Wachstum.

(ID:44706432)