ST lance la 4eme génération de MOSFET SiC pour les VE
STMicroelectronics présente sa technologie MOSFET en carbure de silicium (SiC) de quatrième génération STPOWER, qui apporte de nouvelles références en matière d’efficacité énergétique, de densité de puissance et de robustesse.
Tout en répondant aux besoins des marchés automobile et industriel, la nouvelle technologie est particulièrement optimisée pour les onduleurs de traction, l’élément clé des groupes motopropulseurs des véhicules électriques. L’entreprise prévoit d’introduire d’autres innovations technologiques SiC avancées jusqu’en 2027 dans le cadre de son engagement en faveur de l’innovation.
Les MOSFET de la génération 4 présentent une résistance à l’enclenchement – RDS(on) – nettement inférieure à celle des générations précédentes, ce qui minimise les pertes par conduction et améliore l’efficacité globale du système. Ils offrent des vitesses de commutation plus rapides, ce qui se traduit par des pertes de commutation plus faibles, cruciales pour les applications à haute fréquence et permettant des convertisseurs de puissance plus compacts et plus efficaces. La technologie de génération 4 offre une robustesse accrue dans les conditions de polarisation inverse dynamique (DRB), dépassant la norme automobile AQG324, ce qui garantit un fonctionnement fiable dans des conditions difficiles.
Avec la Génération 4, ST continue d’offrir un chiffre de mérite RDS(on) x surface de la puce exceptionnel afin de garantir une capacité de traitement de courant élevée avec des pertes minimales. La taille moyenne des composants de la génération 4 est inférieure de 12 à 15 % à celle des composants de la génération 3, si l’on considère un RDS(on) à 25 degrés Celsius, ce qui permet de concevoir des convertisseurs de puissance plus compacts, d’économiser de l’espace et de réduire les coûts des systèmes.
Les nouveaux dispositifs MOSFET SiC, qui seront disponibles dans les classes 750-V et 1200-V, amélioreront l’efficacité énergétique et les performances des onduleurs de traction de bus EV 400-V et 800-V, apportant les avantages du SiC aux EV de taille moyenne et compacts – des segments clés pour aider à l’adoption du marché de masse. La nouvelle génération de technologie SiC convient également à une variété d’applications industrielles de haute puissance, notamment les onduleurs solaires, les solutions de stockage d’énergie et les centres de données, améliorant ainsi de manière significative l’efficacité énergétique de ces applications en plein essor.
ST a achevé la qualification de la classe 750-V de la plate-forme technologique SiC de quatrième génération et prévoit d’achever la qualification de la classe 1200-V au cours du premier trimestre 2025. La disponibilité commerciale de dispositifs présentant des tensions nominales de 750 V et 1200 V suivra, ce qui permettra aux concepteurs de traiter des applications fonctionnant à partir de tensions de ligne CA standard jusqu’à des batteries et chargeurs de VE à haute tension.
Cas d’utilisation
Les MOSFET SiC de génération 4 offrent un rendement plus élevé, des composants plus petits, un poids réduit et une autonomie accrue par rapport aux produits à base de silicium. Ces avantages sont essentiels à l’adoption généralisée des VE et les principaux fabricants de VE se sont engagés avec ST à introduire la technologie SiC de génération 4 dans leurs véhicules, afin d’en améliorer les performances et l’efficacité énergétique. Si les onduleurs de traction des véhicules électriques constituent la principale application, les MOSFET SiC de génération 4 peuvent également être utilisés dans les commandes de moteurs industriels de forte puissance, bénéficiant ainsi de l’amélioration des performances de commutation et de la robustesse des dispositifs. Il en résulte une commande de moteur plus efficace et plus fiable, réduisant la consommation d’énergie et les coûts d’exploitation dans les environnements industriels. Dans les applications d’énergie renouvelable, les MOSFET SiC de génération 4 améliorent l’efficacité des onduleurs solaires et des systèmes de stockage d’énergie, contribuant ainsi à des solutions énergétiques plus durables et plus rentables. En outre, ces MOSFET SiC peuvent être utilisés dans les unités d’alimentation des centres de données des serveurs pour l’IA, où leur haut rendement et leur taille compacte sont cruciaux pour les demandes de puissance importantes et les défis de gestion thermique.
Feuille de route
Pour accélérer le développement des dispositifs de puissance SiC grâce à sa stratégie de fabrication verticalement intégrée, ST met au point plusieurs innovations technologiques SiC en parallèle pour faire progresser les technologies des dispositifs de puissance au cours des trois prochaines années. La cinquième génération de dispositifs de puissance SiC de ST sera dotée d’une technologie innovante de densité de puissance élevée basée sur une structure planaire. Dans le même temps, ST développe une innovation radicale qui promet une valeur de résistance à l’enclenchement RDS(on) exceptionnelle à haute température et une réduction supplémentaire de RDS(on) par rapport aux technologies SiC existantes.
« STMicroelectronics s’engage à faire évoluer la mobilité électrique et l’efficacité industrielle grâce à sa technologie de pointe en carbure de silicium. Nous continuons à faire progresser la technologie SiC MOSFET avec des innovations au niveau des composants, des boîtiers avancés et des modules de puissance « , déclare Marco Cassis, Président de la division Analogique, Puissance et Discrète, MEMS et Capteurs de STMicroelectronics. « Avec notre stratégie de fabrication intégrée verticalement, nous offrons des performances technologiques SiC de premier plan et une chaîne d’approvisionnement résiliente pour répondre aux besoins croissants de nos clients et contribuer à un avenir plus durable. »
En tant que leader du marché des MOSFET de puissance SiC, ST poursuit l’innovation afin d’exploiter le rendement supérieur et la densité de puissance plus importante du SiC par rapport aux dispositifs en silicium. Cette dernière génération de dispositifs SiC est conçue pour bénéficier aux futures plates-formes d’inverseurs de traction pour VE, avec de nouvelles avancées en termes de taille et de potentiel d’économie d’énergie. Alors que le marché des véhicules électriques continue de croître, il reste des défis à relever pour parvenir à une adoption généralisée et les constructeurs automobiles cherchent à proposer des voitures électriques plus abordables. Les systèmes d’entraînement de bus 800 V basés sur le SiC ont permis une recharge plus rapide et une réduction du poids des véhicules électriques, ce qui permet aux constructeurs automobiles de produire des véhicules avec une plus grande autonomie pour les modèles haut de gamme.
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