gesponsertHohe Erwartungen an den SiC-Markt ROHMs neues TRCDRIVE pack™ mit 2-in-1 SiC-Modulen verringert die Größe von xEV-Wechselrichtern

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ROHM Semiconductor GmbH

Nach wie vor sind umweltfreundliche Produkte sowie Energie- und Kosteneffizienz im Fokus der Leistungselektronik. Deshalb müssen Halbleiterhersteller neue Wege gehen. Nicht nur bessere Module müssen auf den Markt, sondern vor allem große Mengen, um etwa den Bedarf der Automobilindustrie zu decken. Auf der PCIM in Nürnberg stellte der japanische Halbleiterhersteller ROHM deshalb seine bemerkenswerte Siliziumkarbid-Strategie für die Zukunft vor.

Der Wandel in der Automobilindustrie ist nicht mehr aufzuhalten. Die immer breitere Palette an elektrischen Fahrzeugen benötigt eine ebenso reichhaltige, wie nachhaltige Auswahl an Leistungshalbleitern. Nur so kann auch die Varianz in den Leistungsklassen abgedeckt werden. Doch eines haben alle gemeinsam – Effizienz, Verfügbarkeit und Leistungsdichte sind die wichtigsten Punkte bei den Anforderungen. Um diesen Markt bedienen zu können, setzt man beim japanischen Halbleiterhersteller ROHM alle Hebel in Bewegung und blickt sehr zuversichtlich in die Zukunft. Auf der Pressekonferenz zur PCIM Europe präsentierte der Hersteller seine Wachstumsprognosen für die nächsten Jahre. Bis zum Jahr 2027 soll sich der Umsatz im Siliziumkarbid-Segment verdoppeln. Hinter der hochgesteckten Zielsetzung verbirgt sich aber eine durchdachte Strategie.

SiC treibt die Automobilindustrie an

Die Relevanz von Siliziumkarbid in der Automobilindustrie ist nicht abzustreiten. Alleine die Umsatzzahlen der letzten Jahre bestätigen, dass gerade die europäische und asiatische Automobilindustrie durch die Transformation zur Elektromobilität immer noch stark am Wachsen ist. ROHMs Zahlen beruhen genau auf dieser Transformation und auf den vielen, bereits mit konkreten Absatzzahlen und bestätigter Kooperationen mit Herstellern von Fahrzeugen und Traktionswechselrichtern.

Um dem Innovationsfortschritt in der Automobilindustrie auch gerecht zu werden, kündigte ROHM an, den Entwicklungszyklus der SiC-Generationen auf zwei Jahre zu senken. Im Interview konnte aber auch klargestellt werden, dass deswegen keinesfalls mit Bauteilabkündigungen zu rechnen ist. Die Produktionskapazitäten von ROHM erlauben hier selbstverständlich eine Fortsetzung der Produktion älterer Generationen, sodass je nach Laufzeit der Produkte auch die Anforderungen in Bezug auf Bauteilverfügbarkeit von langlebigen Industrieanwendungen erfüllt werden können.

Damit die Fertigung der Neuentwicklungen auch gelingt, nutzt ROHM den „Brown Field“-Ansatz. Durch die Umrüstung von bestehenden Fabriken, wie dem Werk Miyazaki, wird dort die Produktion von 8-Zoll-Substraten bereits in diesem Jahr beginnen. Somit sinkt die Bauzeit von Produktionsstätten um zwei Jahre im Gegensatz zu einem Neubau, da bereits vorhandene Infrastruktur genutzt werden kann. Dadurch ist es ROHM nun möglich, die Produktion von Modulen um das 30-fache im Vergleich zu herkömmlichen SiC-Gehäusemodulen zu steigern. Ab der fünften Generation von SiC MOSFETs wird die Produktion dann auf den 8-Zoll-Substraten laufen, was die Ausbringungsmenge signifikant steigern wird.

Zusätzlich kündigten ROHM und Toshiba eine Zusammenarbeit zur Herstellung von Leistungshalbleitern an. Das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) unterstützt diesen Plan, welcher zur Sicherstellung einer stabilen und sicheren Halbleiterversorgung beitragen soll. Beide Unternehmen investieren intensiv in die Produktion von Siliziumkarbid (SiC) und Silizium (Si) Leistungshalbleitern, um ihre Lieferkapazitäten zu verbessern und gegenseitig Produktionskapazitäten zu nutzen.

Empowering Growth, Inspiring Innovation

Unter dem Motto „Wachstum fördern, Innovation anregen“, stellte ROHM nun neben vielen interessanten GaN-Produkten vor allem Siliziumkarbid-Produkte wie das TRCDRIVE pack™ vor. Die TRCDRIVE-pack-Module von ROHM sind Halbbrücken-Module, welche mit SiC FETs der vierten Generation bestückt sind. Diese Module sind so konzipiert, dass sie eine hohe Stromdichte und geringe Schaltverluste bieten, was sie ideal für Anwendungen wie Traktionswechselrichter macht. Mit Modulen wie diesen kann die Automobilindustrie den technologischen Wandel schaffen und hocheffiziente Antriebe liefern.

Das TRCDRIVE pack™ überzeugt durch seine Leistungsfähigkeit. Ein einseitiges, hochwärmeleitfähiges Gehäuse sorgt für einfache Montage und hohe Stromdichte. Durch optimierte interne Anordnung wird eine sehr geringe Induktivität von 5,7 nH erreicht. Diese wird durch eine zweilagige Bus-Bar-Struktur ermöglicht, welche den Strompfad maximiert. Durch den sehr geringen Einschaltwiderstand (R_DS(on)) kann eine branchenführende Stromdichte von 19,1 Arms/cm² erreicht werden. Dabei sind die Module für Spannungen von 750 V und 1.200 V erhältlich.

Mit Leistungen von bis zu 300 kW, und der ausgezeichneten Leistungsdichte, trägt das Modul dazu bei, die wichtigsten Anforderungen von Traktionswechselrichtern hinsichtlich Miniaturisierung, höherer Effizienz und weniger Entwicklungsaufwand zu erfüllen. Die Module verfügen über Steuersignalklemmen mit Einpressstiften. Dadurch ist ein einfacher Anschluss durch simples Aufstecken der Gate-Treiber-Platine von oben möglich.

Elektrofahrzeuge sind zwar nachhaltig, allerdings ist es ebenso wichtig, die genutzten Komponenten im Fahrzeug ebenfalls nachhaltig zu gestalten. Unter diesem Aspekt stellte ROHM EcoSiC vor. EcoSiC steht für Siliziumkarbid-Produkte mit gesteigerter Effizienz und Zuverlässigkeit, insbesondere in Hochleistungsanwendungen wie Elektrofahrzeugen, industriellen Geräten und erneuerbaren Energiesystemen. Mit der Einführung von EcoSiC positioniert sich ROHM als Anbieter fortschrittlicher und nachhaltiger Technologien, die auf höhere Schaltfrequenzen, geringere Verluste und umweltfreundliche Eigenschaften abzielen. Das EcoSiC-Logo symbolisiert die Verbindung zwischen Ökosystem und technologischer Exzellenz und ist Teil des übergeordneten „Power Eco Family“-Konzepts, das Effizienz und Kompaktheit elektronischer Anwendungen maximieren soll. Die Produktion der EcoSiC-Module erfolgt bereits CO₂-neutral.

Die Bemühungen der letzten Jahre zahlen sich also für ROHM aus. Durch viele strategische Partnerschaften, nachhaltige Produkte und ein hocheffizientes Design schafft es der japanische Halbleiterhersteller ganz vorne mitzumischen. Gerade aus Sektoren wie der Automobilindustrie ist der Hersteller kaum mehr wegzudenken.

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