Infineon Kulim 3 est la plus grande usine de fabrication de composants de puissance en SiC de 200 millimètres au monde

Kulim 3 est la plus grande usine au monde dédiée à la fabrication de semi-conducteurs de puissance en SiC de 200 mm, ce qui renforce la position d’Infineon en tant que leader mondial dans le domaine des semi-conducteurs de puissance à large bande interdite. Située à proximité du site de Villach en Autriche – qui abrite le centre d’expertise d’Infineon en matière de semi-conducteurs de puissance –, Kulim 3 marque une nouvelle étape importante pour Infineon en tant que fournisseur de semi-conducteurs de puissance.

La technologie au carbure de silicium marque un tournant majeur dans le domaine de la commutation de puissance haute tension, permettant de concevoir des systèmes plus compacts, plus légers et plus efficaces, notamment pour les véhicules électriques, les alimentations à découpage industrielles, les onduleurs solaires et les centres de données dédiés à l'intelligence artificielle.

Électronique de puissance

Les semi-conducteurs en carbure de silicium sont depuis longtemps présentés comme une alternative à leurs homologues en silicium pour les applications d'électronique de puissance, en raison de leur meilleur rendement énergétique et de leur dissipation réduite. Leur principal inconvénient réside toutefois dans la complexité des procédés de fabrication, ce qui se traduit par des coûts plus élevés lors de la production des produits finis.

Les fabricants de puces d'Infineon utilisent le carbure de silicium dans la fabrication de transistors à large bande interdite destinés aux moteurs de véhicules électriques (VE), aux onduleurs solaires et aux alimentations à découpage de qualité industrielle pouvant atteindre plusieurs dizaines de milliers de watts. Comme ces semi-conducteurs de puissance peuvent fonctionner à des températures plus élevées que les composants traditionnels, ils constituent un excellent choix pour les VE qui doivent parcourir de plus longues distances entre deux recharges tout en se rechargeant plus rapidement.

Au début de cette année, Infineon a dévoilé une nouvelle génération de puces MOSFET CoolSiC conçues pour améliorer les performances et la fiabilité dans divers domaines de l'électronique de puissance, en particulier les onduleurs de traction qui convertissent le courant continu provenant des batteries haute tension en courant alternatif destiné aux moteurs électriques. Ces nouvelles puces intègrent des diodes de corps qui garantissent de faibles pertes de commutation, des performances de vitesse élevées et une longue durée de vie.

Regardez cette vidéo d'expert en ligne pour mieux comprendre comment les MOSFET et les diodes CoolSiC améliorent le rendement des systèmes dans les applications solaires et de stockage d'énergie (ESS), et découvrez concrètement l'impact des éléments parasites dans les liaisons CC. Rejoignez-nous également à Munich le 16 avril à l'occasion du Forum des développeurs Infineon Wide-Bandgap 2024 pour bénéficier d'autres conseils d'experts.

Automobile

Les semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) constituent une excellente alternative au silicium pour l'électronique de puissance à haute vitesse dans les véhicules électriques (VE). En effet, alors que de plus en plus de personnes adoptent un mode de vie axé sur l'électromobilité, les composants en SiC connaissent une croissance exponentielle susceptible d'augmenter considérablement l'autonomie des véhicules.

La diode Schottky CoolSiC 2000 V G5 d'Infineon est conçue pour fonctionner à des températures plus élevées que les technologies traditionnelles à base de silicium et offre des intensités nominales allant jusqu'à 80 A, ce qui la rend adaptée aux convertisseurs élévateurs et aux entraînements auxiliaires des véhicules électriques.

Le site utilisera de l'électricité verte 100%, et des mesures d'efficacité énergétique telles que le recyclage, des systèmes de réduction des émissions et des procédés d'optimisation de la consommation d'eau seront également mises en œuvre afin de contribuer à la réalisation des objectifs de neutralité carbone d'Infineon. Le site de Kulim 3 devrait rouvrir d’ici 2024 et, une fois pleinement opérationnel, produire jusqu’à 150 millions de plaquettes de SiC par an.

Infineon fournit déjà des semi-conducteurs de puissance de qualité automobile, basés sur sa technologie CoolSiC au carbure de silicium (SiC), à plus de 8 millions de véhicules électriques équipés de modules de puissance HybridPACK Drive G2 CoolSiC – des produits leaders sur le marché tels que les modules HybridPACK Drive G2 CoolSiC, dont la technologie permet d’augmenter les températures de fonctionnement pour optimiser les performances, la dynamique de conduite et la longévité des onduleurs de traction, tout en augmentant l’autonomie des batteries et des prolongateurs d’autonomie. Chaque module de puissance utilise jusqu’à dix pilotes de grille EiceDRIVER en SiC pour des résultats optimaux.

Industriel

Le carbure de silicium est utilisé depuis longtemps dans diverses applications industrielles. En raison de sa dureté et de sa résistance aux hautes températures, le carbure de silicium est depuis longtemps utilisé pour les outils de coupe, les composants réfractaires, les systèmes électriques à haute puissance et les applications structurelles, telles que le carbure de silicium monolithique renforcé par des fibres de SiC pour former des composites à matrice céramique dix fois plus résistants que le silicium ordinaire et pouvant être facilement assemblés sans fissuration.

La production de carbure de silicium est également plus économe en énergie que celle du silicium. Le silicium présente une tension de claquage de 600 V, tandis que le carbure de silicium peut supporter des tensions cinq à dix fois supérieures. Cela permet d’augmenter la densité de puissance tout en rendant les composants plus petits et plus légers ; de plus, les vitesses de commutation élevées du carbure de silicium réduisent la consommation de courant et les pertes de puissance, ce qui permet d’économiser de l’énergie et de réduire les coûts.

En tant que leader mondial dans le domaine des semi-conducteurs de puissance, Infineon renforce ses capacités afin de proposer des solutions à base de carbure de silicium permettant une mobilité électrique durable, fiable et économique. L’entreprise fournit déjà des MOSFET et des IGBT avancés en carbure de silicium aux équipementiers qui fabriquent des véhicules électriques (VE), des alimentations pour centres de données, des onduleurs solaires, des infrastructures alimentées par des énergies renouvelables ainsi que des variateurs de vitesse. Cette expansion est financée par les engagements de ses clients ainsi que par d’importants contrats de conception ; les acomptes versés contribueront au flux de trésorerie d’Infineon jusqu’à ce que les volumes de vente convenus soient atteints d’ici 2030.

IoT

Infineon a tiré parti du carbure de silicium pour proposer aux applications IoT des solutions d'alimentation, de pilotage et de microcontrôleurs dotées d'une régulation de tension flexible. Le carbure de silicium peut supporter des tensions cinq à dix fois supérieures à celles du silicium classique, tout en commutant à une fréquence près de dix fois supérieure, ce qui réduit considérablement les pertes d'énergie en fonctionnement.

L'un de ces modules est le module de puissance CoolSiC XHP 2 d'Infineon, conçu pour réduire la consommation de carburant des véhicules ferroviaires jusqu'à 10%. Doté d’une inductance parasite réduite et de caractéristiques de conception symétriques et évolutives, sa fiabilité accrue le rend adapté à la propulsion de locomotives diesel, d’engins de chantier lourds, d’aéronefs, de navires et d’infrastructures de recharge pour véhicules électriques.

Les modules de puissance CoolSiC XHP 2 ont déjà fait leurs preuves lors d'essais sur le terrain menés sur un tramway Avenio à Munich et ont permis de réaliser d'importantes économies d'énergie et de réduire la pollution sonore lors du passage dans les zones résidentielles.

Infineon explore également des utilisations plus efficaces de sa technologie au carbure de silicium. L'une de ces initiatives est le « Cold Split », un procédé qui permet une découpe plus précise des piliers de carbure de silicium brut en plaquettes ; cela pourrait améliorer l'efficacité de la production en permettant de réaliser une double découpe à partir de chaque plaquette et d'augmenter ainsi le nombre de puces produites par plaquette.