Le carbure de silicium d'Infineon transforme la conception de puissance

Le carbure de silicium révolutionne la conception des systèmes de puissance en offrant un rendement et une densité de puissance supérieurs dans des applications aussi variées que les véhicules électriques, les onduleurs solaires et les alimentations à découpage de qualité industrielle. Infineon propose des produits haut de gamme qui permettent de réaliser d'importantes économies sur l'ensemble des systèmes grâce à son expertise approfondie en matière de MOSFET au SiC et d'IGBT au silicium.

L'usine Kulim 3 Fabric, en Malaisie, a obtenu des acomptes de la part de ses clients afin de garantir la réservation de capacités de production et d'assurer la stabilité de la chaîne d'approvisionnement, contribuant ainsi à prévenir d'éventuelles crises de production à l'avenir.

Technologie de tranchée pour MOSFET CoolSiC G2

La technologie MOSFET « CoolSiC G2 » à structure en tranchée d'Infineon constitue une avancée révolutionnaire dans le domaine des systèmes de puissance et de la conversion d'énergie. Elle permet d'améliorer de manière spectaculaire des indicateurs de performance clés, tels que les énergies stockées et les charges, jusqu'à 20% par rapport à la génération précédente, sans compromettre la qualité ni la fiabilité. Cela se traduit par une efficacité énergétique accrue, une réduction du coût par watt et une contribution aux efforts de décarbonisation.

Le CoolSiC G2 allie les avantages du carbure de silicium à une fiabilité de pointe pour offrir une fiabilité inégalée dans le secteur. Il affiche d'excellents résultats aux tests d'avalanche, peut fonctionner dans des conditions de températures et de tensions élevées, dispose d'une large plage de températures de fonctionnement et offre une protection robuste contre les effets parasites ; de plus, son courant de commande de grille élevé permet des vitesses de commutation plus rapides, ce qui augmente la densité de puissance globale.

Ce dispositif se caractérise par une valeur RDS(on) remarquablement faible, ce qui contribue à réduire les pertes de puissance et à améliorer le rendement énergétique. De plus, son comportement de commutation en réponse à la charge thermique garantit un rendement maximal à toutes les températures.

La gamme XHP 2 CoolSiC G2 3,3 kV d’Infineon permet de réduire l’encombrement des stations de recharge rapide en courant continu pour véhicules électriques, des entraînements moteurs, des systèmes photovoltaïques et des installations de stockage d’énergie. De plus, ses capacités de cyclage supérieures prolongent la durée de vie des composants, ce qui se traduit par un coût par watt réduit. Infineon a développé sa technologie d’interconnexion de boîtiers .XT afin de pallier le module de Young plus élevé du SiC, qui provoque des contraintes thermomécaniques sur les joints de soudure résultant de contraintes thermomécaniques sur les joints de soudure dues à des contraintes thermomécaniques sur les joints de soudure causées par des contraintes thermomécaniques sur les joints de soudure ; grâce au soudage par diffusion, cette technologie offre une fixation de puce extrêmement robuste et une durée de vie accrue par rapport aux technologies conventionnelles d’encapsulation des semi-conducteurs de puissance.

.Technologie d'emballage .XT

Le carbure de silicium (SiC) est un matériau semi-conducteur viable sur le plan industriel, dopé à l'azote ou au phosphore pour la production de semi-conducteurs de type n, et à l'oxygène ou au gallium pour ceux de type p. Il est fusionné ou lié à d'autres matériaux pour former des puces, telles que des semi-conducteurs de puissance. Par rapport au silicium, le SiC présente des performances supérieures à des températures élevées, tout en affichant une chute de tension, une consommation de courant et des pertes de commutation plus faibles, ainsi qu’une meilleure résistance aux cycles de charge et de décharge.

La technologie MOSFET « trench » CoolSiC G2 d’Infineon, intégrée à son système HybridPACK Drive G2 Fusion basé sur la technologie CoolSiC ICE de 1 200 V, offre des indicateurs de performance clés améliorés pour les MOSFET, tels que l’énergie stockée et la capacité de charge, par rapport à ce qui était auparavant possible avec les MOSFET en SiC. Il en résulte un gain de rendement global et de fiabilité du système par rapport aux modèles précédents.

La technologie M1H permet également une plage de tension de grille beaucoup plus large, offrant ainsi une meilleure résistance aux pics de tension au niveau de la grille induits par le circuit d'attaque et la configuration du circuit. De plus, les faibles pertes de commutation et de transmission réduisent considérablement les besoins en refroidissement.

Outre leurs avantages habituels, les nouveaux modules d’Infineon offrent la meilleure résistance aux cycles de leur catégorie, avec jusqu’à 25 fois plus de cycles de charge que les technologies d’assemblage standard, ce qui les rend adaptés aux applications exigeantes telles que la technologie ferroviaire, le photovoltaïque, les infrastructures de recharge des véhicules électriques en courant continu et les alimentations électriques industrielles. Ils sont proposés dans un boîtier D2PAK SMD à 7 broches, facile à assembler, qui offre une meilleure conductivité thermique et un meilleur contrôle de l’assemblage.

MOSFET CoolSiC de qualité automobile

Les MOSFET CoolSiC sont conformes à la norme AEC-Q101 afin de garantir sécurité, fiabilité et longévité dans les applications automobiles exigeantes. Conditionnés en boîtiers DFN5060 pour une dissipation thermique optimale, ils empêchent la surchauffe dans des conditions difficiles, tandis que leur grande distance de fuite de 5,89 mm répond aux exigences des systèmes à 800 V tout en réduisant les besoins en revêtement. Ils sont également sans halogène et conformes à la directive RoHS : parfait !

Ces nouveaux composants offrent une densité de puissance et un rendement supérieurs pour les variateurs industriels et les systèmes de recharge des véhicules électriques. Ils présentent des pertes par conduction et de commutation inférieures à celles des IGBT au silicium, ce qui permet d'atteindre des fréquences de commutation plus élevées tout en réduisant les coûts globaux du système. Ils bénéficient également de plages de température étendues, ce qui leur permet de fonctionner dans des environnements difficiles.

Ces dispositifs sont équipés de diodes intégrées robustes, conçues pour une commutation intensive, ce qui les rend adaptés aux circuits de correction du facteur de puissance et aux topologies bidirectionnelles. Leur disponibilité permet toute une gamme de configurations : onduleurs CC-CA, circuits PFC et même convertisseurs buck/boost !

Infineon met à profit son expertise complète dans les technologies des MOSFET SiC et des IGBT au silicium, dans le conditionnement des modules de puissance, dans les pilotes de grille et dans les capteurs pour développer des produits haut de gamme permettant de réaliser des économies au niveau du système. L'investissement d'Infineon dans Kulim 3, la plus grande usine au monde de fabrication de composants de puissance SiC en plaquettes de 200 mm, témoigne de cette approche globale. Cela permettra à Infineon de continuer à répondre à la demande croissante pour ses technologies à large bande interdite et ses solutions de systèmes de puissance.

Technologie Cold Split

Lors du salon SEMICON West à San Francisco, la société SILTECTRA GmbH, spécialisée dans les technologies de fabrication de plaquettes et basée à Dresde, en Allemagne, a dévoilé de nouveaux avantages en termes de coût total de possession (CoO) pour son procédé d’amincissement au laser « COLD SPLIT » – des avantages destinés à profiter aux fabricants de semi-conducteurs de puissance.

Cette technologie utilise des techniques de sciage pour fendre des matériaux cristallins avec un minimum de pertes, ce qui permet d'obtenir plus de deux fois plus de plaquettes à partir de chaque lingot qu'avec la technologie de sciage traditionnelle et de réduire considérablement les coûts d'exploitation. De plus, cette méthode permet de traiter divers substrats tels que le carbure de silicium (SiC), le nitrure de gallium (GaN) et le saphir.

La technologie des plaquettes amincies pourrait également permettre de réduire les coûts tout en améliorant les performances électriques des appareils destinés aux utilisateurs finaux, notamment les diodes Schottky à base de SiC utilisées dans les chargeurs embarqués et les convertisseurs CC/CC des véhicules électriques. Les plaquettes amincies présentent une résistance plus faible, ce qui réduit les pertes électriques.

L'usine de fabrication de semi-conducteurs de puissance en SiC de 200 millimètres d'Infineon, située à Kulim, en Malaisie, deviendra la plus grande et la plus compétitive au monde. Conçue pour répondre à la demande croissante en semi-conducteurs de puissance liée aux efforts mondiaux de décarbonisation, son ouverture coïncide avec celle d’un pôle Infineon situé près de Villach, en Autriche, qui permet une expansion rapide et une montée en puissance sans heurts ; autant d’atouts qui garantissent une qualité constante et le respect des délais de livraison aux clients.