CISSOID und Tsinghua-Universität Kooperation bei SiC-Leistungsmodulen für alternative Antriebe

Die hochtemperaturfesten Treiber-Bausteine von CISSOID sollen den Forschern der Tsinghua-Universität helfen, SiC-Leistungsmodule für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben schnell zu realisieren.
Die hochtemperaturfesten Treiber-Bausteine von CISSOID sollen den Forschern der Tsinghua-Universität helfen, SiC-Leistungsmodule für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben schnell zu realisieren.

Um die Anwendungen von Siliziumkarbid-Leistungsbauelementen für Kraftfahrzeuge mit alternativen Antrieben vorantreiben, haben CISSOID, ein Hersteller von Hochtemperaturhalbleitern, und die Fakultät für Elektrotechnik der chinesischen Eliteuniversität Tsinghua eine Zusammenarbeit vereinbart.

In den letzten Jahren ist die Zahl von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben weltweit rasant gestiegen. Dies trägt zur raschen Ausbreitung des Markts für SiC-Bauelemente bei. Nach Angaben des Verbandes der chinesischen Automobilhersteller (China Association of Automobile Manufacturers) stiegen Produktion und Absatz von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben in China im Jahr 2018 um 59,9 % bzw. 61,7 % gegenüber dem Vorjahr. Sie erreichten jeweils 1,27 Millionen Einheiten und 1,256 Millionen Einheiten im Jahr davor.
Gegenwärtig beginnen weltweit führende OEMs wie Tesla und Toyota bereits mit einer ersten Einführung von Siliziumkarbid-Komponenten bei ihren Fahrzeugen. Damit diese Bauelemente ihre Vorteile wie hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Spannungsbeständigkeit, hohe Leistungsdichte und hoher Wirkungsgrad voll ausspielen können, gibt es aber auch einige technische Herausforderungen zu lösen. So benötigen diese Treiberbausteine, die die hohen Temperaturen vertragen und die besonders anspruchsvollen Schutzmechanismen voll unterstützen.

Um diese Herausforderungen zu adressieren, haben CISSOID und die Fakultät für Elektrotechnik der Pekinger Tsinghua-Universität einen Kooperationsvertrag zur gemeinsamen Entwicklung von Systemen auf Basis von Siliziumkarbid-Leistungsmodulen abgeschlossen. CISSOID verfügt über ein Portfolio von Treiberbausteinen, die seit mehr als zehn Jahren in missionskritischen Anwendungen implementiert sind. Durch diese Produkte können SiC-Power-Module ihre Leistung in den Systemen vollständig entfalten und so den Fahrzeugen mit alternativen Antrieben helfen, ihren Leistungsniveau und ihre Laufleistung zu erhöhen.

»In realen Anwendungen müssen die Treiberbausteine bei den hohen Schaltfrequenzen so nah wie möglich am Leistungsmodul platziert sein. Außerdem beeinflussen die gekapselte Umgebung des Fahrzeugumrichters und die hohen Temperaturen die Treiberbausteine«, erläutert Lu Haifeng, Assistenzprofessor an der Tsinghua-Universität, die Herausforderung. Er ergänzt: »Daher benötigen wir für die Systementwicklung entsprechend temperaturfeste Treiberschaltungen und Gehäuse. Ich freue mich daher sehr, mit CISSOID zusammenzuarbeiten. Deren hochtemperaturfesten Bausteine und Gehäusetechnologien lassen sich gut auf die Anwendung von SiC-Bauteilen abstimmen, damit das Gesamtdesign entsprechend temperaturfest ist und die angestrebte Leistungsdichte erreicht. Dies wird uns helfen, die Anwendungen von SiC-Leistungsmodulen in Fahrzeugen mit alternativen Antrieben schnell zu realisieren«.

»CISSOID verfügt über ein starkes Team für die Entwicklung von hochtemperaturfesten Treiberchips sowie entsprechender Aufbau- und Verbindungstechniken. Von dieser Zusammenarbeit mit der Tsinghua-Universität bei Forschung und Entwicklung erwarten wir, gemeinsam die großen technischen Herausforderungen bei der Anwendung von SiC lösen zu können«, betont Dave Hutton, CEO des Halbleiterherstellers. Er ergänzt: »Wir konzentrieren uns stark auf die Integration mit Chinas industriellem Halbleiter-Ökosystem. Wir konnten bereits Investitionen von dort verbuchen und haben eine umfangreiche Zusammenarbeit mit chinesischen Unternehmen in den Bereichen Chipherstellung, Packaging und Test begonnen. Die gemeinsame Entwicklung mit einem Spitzenforschungsinstitut in China bestätigt die Strategie von CISSOID, sich breit in die chinesische Halbleiterindustrie zu vernetzen«.