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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