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VI

Power

POWER 13 -

APRILE 2017

Il 2016 è stato senza dubbio un anno

importante per il settore dei semi-

conduttori di potenza, caratterizzato

dall’introduzione di nuovi standard,

tecnologie e prodotti. Di seguito alcu-

ne delle più interessanti tendenze che

sono emerse in ambito tecnologico e appli-

cativo e una rassegna dei più innovativi prodotti presen-

tati nel corso delle più importanti manifestazioni fieristi-

che (tra cui Embedded World, APEC, PCIM).

Applicazioni dei dispositivi WBG (Wide Band Gap)

La più importante tendenza tecnologica di quest’anno

è stata probabilmente il rapido aumento della disponi-

bilità di dispositivi realizzati con semiconduttori Wide

Band Gap – ovvero caratterizzati da bande proibite mol-

to più larghe di quelle dei comuni semiconduttori come

il silicio e l’arseniuro di gallio – come quelli basati sul

carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN). I com-

mutatori realizzati con questi materiali possono operare

a frequenze di commutazione più elevate rispetto ai tra-

dizionali transistor di potenza realizzati in silicio; sostitu-

ire i MOSFET al silicio con analoghi dispositivi SiC in un

alimentatore a commutazione significa renderlo almeno

tre volte più veloce. Inoltre, questi possono sopportare

tensioni e temperature più elevate e possono contribu-

ire a ridurre notevolmente le perdite di energia: una

qualità particolarmente apprezzata in un mondo in cui

si sta cercando di migliorare l’efficienza energetica di

qualsiasi applicazione.

Quest’anno, le tecnologie “Wide Band Gap” hanno su-

bito notevoli evoluzioni: dai primissimi FET di potenza

introdotti non molto tempo fa si è rapidamente passati

all’impiego di prodotti Wide Band Gap in applicazioni

reali. Il 2016, in particolare, ha visto l’introduzione di

numerosi prodotti basati sul carburo di silicio.

STMicroelectronics, una delle prime aziende a produr-

re MOSFET SiC ad alta tensione, può ora offrire una

gamma completa di dispositivi SiC per veicoli elettrici. In

questo ambito l’utilizzo del SiC è particolarmente utile

in quanto la sua efficienza si traduce in un maggior chilo-

metraggio per ogni singola carica, mentre la sua capacità

di operare a tensioni più elevate permette di supportare

le alte tensioni (400V) dei powertrain dei veicoli elettrici.

Grazie ai dispositivi in carburo di silicio le batterie delle

auto elettriche possono essere caricate più velocemente

e i loro sistemi di potenza risultano più affidabili. L’am-

piezza della gamma di prodotti offerta da ST permette di

realizzare moduli di potenza per applicazioni automotive

interamente in tecnologia SiC. In termini di produzio-

ne, ST sta attualmente lavorando su wafer SiC da 4”, ma

entro la fine di quest’anno dovrebbe essere completato

il passaggio ai wafer da 6”. Questo comporterà una ridu-

zione dei costi di produzione e consentirà di produrre i

volumi richiesti dall’industria automobilistica.

All’edizione 2016 di APEC, Fairchild (ora parte di ON

Semi) ha presentato il suo primo prodotto realizzato in

Mark Patrick •

Mouser Electronics

2016: un anno importante

per i semiconduttori di potenza

Dispositivi GaN e SiC che garantiscono una maggiore efficienza ad alte tensioni e

frequenze, una nuova architettura di potenza per data center e soluzioni innovative in

applicazioni di ricarica wireless ed energy harvesting: queste le principali innovazioni

nel settore della power electronics

Fig. 1

– Fairchild ha lanciato il suo primo prodotto in SiC all’APEC: un

diodo con la migliore corrente di dispersione del settore