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- Pressemitteilung BoxID 509989
ROHM Semiconductor kündigt die ersten massenproduzierten Power-Module in 'Full-SiC'-Technik an 1
85 % geringere Schaltverluste ermöglichen Industrie-Equipment ein Minimum an Leistungsaufnahme
(PresseBox) (Willich/Münchheide, )
ROHM gab kürzlich die industrieweit erste Massenproduktion von SiC-Power-Modulen (1.200 V/100 A) in kundenspezifischen Ausführungen bekannt, die ausschließlich aus SiC-Leistungsbausteinen bestehen. Die Verwendung von SiC-Wechselrichtern und Umrichtern für die Leistungsumwandlung in industriellen Ausrüstungen bringt gegenüber dem Einsatz typischer siliziumbasierter IGBT-Module eine ganze Reihe Vorteile mit sich. Unter anderem gehen die Schaltverluste um 85 % zurück, und das Volumen ist um rund 50 % geringer als bei konventionellen Si-IGBT-Modulen der 400-A-Klasse. Die geringere Verlustleistung senkt außerdem die Wärmeentwicklung, sodass kleinere und weniger komplexe Kühlvorrichtungen verwendet werden können. All dies trägt zur Miniaturisierung der Endprodukte bei. Erwartet wird außerdem, dass die neuen Module einen entscheiden Beitrag zum globalen Umweltschutz leisten werden, speziell im Hinblick auf die Herausforderungen, die Treibhausgas-Emissionen und Rohstoffverknappung mit sich bringen.
Die SiC-Technologie wird voraussichtlich großen Einfluss auf die Leistungselektronik (z. B. Industrie-Equipment, Photovoltaik, Elektroautos und Bahntechnik) haben, da Siliziumkarbid in seinen Materialeigenschaften (z. B. geringere Wandlungsverluste) dem Silizium (Si) überlegen ist. Bisher geht ein großer Teil der Energie auf dem Weg von der Erzeugung zum Verbraucher verloren, sei es bei der Wandlung oder bei der Verteilung an die einzelnen Anwendungen. Aus diesem Grund arbeitet ROHM schon seit mehreren Jahren an der Entwicklung von SiC-Produkten und konnte 2010 als erster Anbieter der Welt die erfolgreiche Massenproduktion von SiC-MOSFETs vermelden.
Bisher unmöglich war dagegen trotz erheblicher Anstrengungen verschiedener Halbleiterhersteller die Entwicklung reiner SiC-Module für die Starkstromtechnik. Die Ursache hierfür war die fragwürdige Zuverlässigkeit dieser Bauelemente bei hohen Temperaturen. ROHM konnte dieses Problem durch die Entwicklung spezieller Selektionsmethoden und Defektunterdrückungs-Technologien lösen, die ein hohes Zuverlässigkeitsniveau garantieren. Hinzu kam ein Kontrollsystem, das eine Verschlechterung der Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis zu 1.700 °C) unterbindet und es möglich macht, das industrieweit erste System für die Massenproduktion von SiC-Power-Modulen zu realisieren.
Die neuen Module enthalten eine neuesten technischen Erkenntnissen entsprechende Kombination aus SiC-Schottkydiode und SiC-MOSFET. Dieses Duo reduziert die Verluste bei der Leistungsumwandlung gegenüber konventionellen IGBT-Modulen aus Silizium um 85 %. Darüber hinaus ermöglichen die SiC-Bausteine den Betrieb mit Schaltfrequenzen von mindestens 100 kHz, also dem Zehnfachen von IGBT-Modulen. Obwohl die Module für 100 A spezifiziert sind, sind sie dank ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit, ihrer geringen Verluste und ihrer ausgezeichneten Wärmeentwicklungs-Eigenschaften der ideale Ersatz für Si-IGBT-Module mit 200 bis 400 A Nennstrom. Durch den Ersatz konventioneller IGBTs der 400-A-Klasse durch die neuen, kompakten und flachen Module ist es möglich, das Schaltungsvolumen um 50 % zu reduzieren. Die Tatsache, dass die geringere Wärmeentwicklung weniger Kühlmaßnahmen erfordert, leistet außerdem einen entscheidenden Beitrag zur Miniaturisierung der Endprodukte.
Terminologie
- IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
Ein Bipolartransistor, der ein MOSFET mit isolierter Gate-Elektrode enthält.
- MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
Dieser gängigste FET-Typ wird hauptsächlich als Schaltelement verwendet.
- Schottkydiode
Diese Diode verdankt ihre Gleichrichterwirkung einem Metall-Halbleiterübergang (Schottky-Übergang). Der Ladungstransport erfolgt ohne Beteiligung von Minoritätsträger mit Speichereffekt, sodass sich die Schottkydiode durch ausgezeichnete Hochfrequenz-Eigenschaften auszeichnet.
1. Die Massenfertigung des kundenspezifischen Moduls begann Ende März, während die Massenproduktion des Universal-Moduls Anfang Juni starten wird.
Die SiC-Technologie wird voraussichtlich großen Einfluss auf die Leistungselektronik (z. B. Industrie-Equipment, Photovoltaik, Elektroautos und Bahntechnik) haben, da Siliziumkarbid in seinen Materialeigenschaften (z. B. geringere Wandlungsverluste) dem Silizium (Si) überlegen ist. Bisher geht ein großer Teil der Energie auf dem Weg von der Erzeugung zum Verbraucher verloren, sei es bei der Wandlung oder bei der Verteilung an die einzelnen Anwendungen. Aus diesem Grund arbeitet ROHM schon seit mehreren Jahren an der Entwicklung von SiC-Produkten und konnte 2010 als erster Anbieter der Welt die erfolgreiche Massenproduktion von SiC-MOSFETs vermelden.
Bisher unmöglich war dagegen trotz erheblicher Anstrengungen verschiedener Halbleiterhersteller die Entwicklung reiner SiC-Module für die Starkstromtechnik. Die Ursache hierfür war die fragwürdige Zuverlässigkeit dieser Bauelemente bei hohen Temperaturen. ROHM konnte dieses Problem durch die Entwicklung spezieller Selektionsmethoden und Defektunterdrückungs-Technologien lösen, die ein hohes Zuverlässigkeitsniveau garantieren. Hinzu kam ein Kontrollsystem, das eine Verschlechterung der Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis zu 1.700 °C) unterbindet und es möglich macht, das industrieweit erste System für die Massenproduktion von SiC-Power-Modulen zu realisieren.
Die neuen Module enthalten eine neuesten technischen Erkenntnissen entsprechende Kombination aus SiC-Schottkydiode und SiC-MOSFET. Dieses Duo reduziert die Verluste bei der Leistungsumwandlung gegenüber konventionellen IGBT-Modulen aus Silizium um 85 %. Darüber hinaus ermöglichen die SiC-Bausteine den Betrieb mit Schaltfrequenzen von mindestens 100 kHz, also dem Zehnfachen von IGBT-Modulen. Obwohl die Module für 100 A spezifiziert sind, sind sie dank ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit, ihrer geringen Verluste und ihrer ausgezeichneten Wärmeentwicklungs-Eigenschaften der ideale Ersatz für Si-IGBT-Module mit 200 bis 400 A Nennstrom. Durch den Ersatz konventioneller IGBTs der 400-A-Klasse durch die neuen, kompakten und flachen Module ist es möglich, das Schaltungsvolumen um 50 % zu reduzieren. Die Tatsache, dass die geringere Wärmeentwicklung weniger Kühlmaßnahmen erfordert, leistet außerdem einen entscheidenden Beitrag zur Miniaturisierung der Endprodukte.
Terminologie
- IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
Ein Bipolartransistor, der ein MOSFET mit isolierter Gate-Elektrode enthält.
- MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
Dieser gängigste FET-Typ wird hauptsächlich als Schaltelement verwendet.
- Schottkydiode
Diese Diode verdankt ihre Gleichrichterwirkung einem Metall-Halbleiterübergang (Schottky-Übergang). Der Ladungstransport erfolgt ohne Beteiligung von Minoritätsträger mit Speichereffekt, sodass sich die Schottkydiode durch ausgezeichnete Hochfrequenz-Eigenschaften auszeichnet.
1. Die Massenfertigung des kundenspezifischen Moduls begann Ende März, während die Massenproduktion des Universal-Moduls Anfang Juni starten wird.
Über die ROHM Semiconductor GmbH
ROHM Semiconductor steht in der Elektronikindustrie für hohe Qualität. Die über 21.500 Mitarbeiter des Unternehmens stellen ein breites Spektrum international marktgängiger Produkte her, darunter integrierte Schaltungen (ICs), Dioden, Transistoren, Widerstände, Kondensatoren, Displays sowie Sonderentwicklungen, die in hoch modernen Fertigungsstätten in Japan, Korea, Malaysia, Thailand, den Philippinen und China produziert werden. Seit 2008 ist OKI Semiconductor, nun Lapis Semiconductor, Teil der ROHM Semiconductor Gruppe. Mit mehr als 170 Mitarbeitern bedient ROHM die EMEA-Region (Europa, Mittlerer Osten und Afrika) von den Entwicklungszentren und Vertriebsniederlassungen in ganz Europa aus. Weitere Informationen unter www.rohm.com/eu
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