Infineon prevede una crescita significativa dei sistemi a 48 V per il settore automobilistico nei prossimi anni e sta ampliando il suo portafoglio di dispositivi di potenza adatti. Il produttore di chip sta lanciando nuovi pacchetti per i suoi MOSFET a 80 V e 100 V con tecnologia OptiMOS 5 per soddisfare le differenti esigenze delle diverse applicazioni a 48 V. In vista del previsto aumento della domanda, Infineon ha messo a punto un nuovo processo per produrre ora i chip sulla sua linea per i thin-wafers da 300 millimetri a Dresda, in Germania.
"In questo decennio, raggiungeremo il punto in cui la maggior parte di tutte le auto di nuova produzione a livello mondiale avrà un propulsore parzialmente o completamente elettrico", ha dichiarato Stephan Zizala, Vice Presidente e General Manager Automotive High Power di Infineon. "Secondo una ricerca di mercato, la produzione di modelli con alimentazione a 48 V e una propulsione ibrida leggera è destinata ad aumentare di oltre dieci volte tra il 2020 e il 2030. Oltre al nostro portafoglio di sistemi ad alta tensione in azionamenti elettrici a batteria nonché ibridi completi e plug-in, rafforziamo quindi anche la nostra offerta per i sistemi a 48 V con nuovi dispositivi e capacità di alimentazione ampliate".
Espansione del portafoglio ad entrambe le estremità dello spettro di potenza
Infineon offre una varietà di MOSFET da 80 V e 100 V in tecnologia OptiMOS 5 con resistenze on-state molto basse e scalabili fino a 1,2 mΩ. Per le applicazioni principali di un ibrido leggero, ad esempio generatori di avviamento, switch per batterie e convertitori DC-DC, dove sono richieste elevate densità di potenza, Infineon sta espandendo la sua famiglia di pacchetti TOLx. Questa si basa sul prodotto TOLL (TO-Leadless, 10 mm x 12 mm) per PCB con substrato di rame standard e correnti fino a 300 A.
Inoltre, la famiglia comprende il pacchetto TOLG (TO Leads Gullwing Design) con identico ingombro per IMS (Insulated Metal Substrates) con nucleo in alluminio. Poiché i coefficienti di dilatazione termica del rame e dell'alluminio sono diversi, l'uso di schede IMS in presenza di elevate sollecitazioni termomeccaniche porta ad un aumento delle sollecitazioni sulle connessioni saldate tra il pacchetto e il PCB. Al fine di mitigare questa sollecitazione, il pacchetto TOLG è dotato di gullwing leads.
Nuovo pacchetto per il raffreddamento dall'alto
Nella fase successiva, Infineon amplierà la famiglia TOLx con un terzo membro unico nel suo genere: il pacchetto TOLT (TO Leads Top-Side Cooling). Esso consente la dissipazione del calore attraverso il raffreddamento del lato superiore attraverso la parte superiore del pacchetto invece che attraverso il PCB. Questo permette un aumento di potenza di oltre il 20% e riduce lo sforzo di raffreddamento necessario sulla scheda. L'inizio della produzione in serie dei prodotti TOLT è previsto per il 2021.
Accanto alla famiglia TOLx, Infineon amplia anche il portafoglio di pacchetti che si rivolge ad ausiliari meno affamati di potenza, come ventilatori e pompe, che vengono sempre più spesso trasferiti all'alimentazione a 48 V. Completamente nuove sono le versioni nel piccolo pacchetto S3O8 (3,3 mm x 3,3 mm) per correnti inferiori fino a 40 A. Esse completano i prodotti con il pacchetto SSO8 leggermente più grande (5 mm x 6 mm) per correnti fino a 100 A che sono stati aggiunti recentemente al portafoglio.
Gli azionamenti ibridi leggeri basati su un'alimentazione a 48 V rappresentano un modo veloce ed economico per le case automobilistiche di ottenere minori emissioni di CO2 del parco macchine. Tra l'altro, consentono un'energia di recupero più elevata rispetto ad un sistema a 12 V e utilizzano l'energia acquisita per il supporto elettrico del motore a combustione. Inoltre, un'alimentazione a 48 V offre vantaggi in termini di prestazioni ed efficienza per le funzioni di sicurezza e comfort con carichi di corrente elevati, come il controllo della stabilità o i compressori dell'aria condizionata. A seconda della configurazione del sistema di azionamento e del numero di unità ausiliarie, un ibrido leggero può ridurre le emissioni di CO2 fino al 15% rispetto ad un motore a combustione puro.
I prodotti nei pacchetti TOLL, TOLG, SSO8 e S3O8 sono disponibili. L'inizio della produzione in serie dei prodotti TOLT è previsto per l'inizio del 2021.
