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ELETTRONICA OGGI 503 - GIUGNO/LUGLIO 2022 36 POWER ENERGY NETWORK fondamentale sarà l’imposizione di normative sempre più stringenti in termini di efficienza. Semiconduttori di potenza: i dispositivi chiave per un futuro a emissioni zero Come accennato in precedenza, i semiconduttori di po- tenza saranno i dispostivi chiave delle reti energetiche del XXI secolo, sia per le fonti di energia rinnovabile sia per i carichi ad alta efficienza. Affinché i semiconduttori di po- tenza possano continuare a garantire un utilizzo efficien- te dell’energia al fine di azzerare le emissioni, si dovranno apportare migliori in tre aree fondamentali (Fig. 3): • Prestazioni della tecnologia di commutazione • Packaging più efficiente • Costi e capacità In fase di commutazione, sia che si tratti di un MOSFET, di un IGBT o di un dispositivo SiC, l’elemento chiave sarà l’innovazione tecnologica, che consentirà al commutatore di operare in maniera più efficiente, riducendo le perdite sia statiche sia dinamiche. Un package più efficiente è un altro parametro importante poichè, in assenza di un com- mutatore ideale, vi saranno sempre perdite che si manife- steranno sotto forma di calore che deve essere “estratto” dal chip a semiconduttore. Dal punto di vista commercia- le, il costo è sempre un fattore da tenere nella debita con- siderazione e con la crescita esponenziale del mercato dei veicoli elettrici, delle infrastrutture per le energie rinno- vabili e dell’energia richiesta dal cloud, la resilienza della catena di fornitura (supply chain) che supporta queste tec- nologie è senza dubbio uno dei fattori più critici. Tecnologie dei semiconduttori di potenza Per quando concerne i semiconduttori, il loro utilizzo è spesso dettato dalla particolare applicazione considera- ta e la scelta della tecnologia di commutazione migliore è basata sulla potenza e sulla frequenza di commutazio- ne capaci di garantire la più elevata efficienza a livello di sistema (Fig. 4). La continua innovazione di tutte queste tecnologie è il solo modo per poter implementare le reti efficienti e sostenibili del XXI secolo. onsemi è un’azienda di primo piano nel settore della tec- nologia del silicio (Si), propone IGBT e MOSFET ad altissi- me prestazioni e sta facendo importanti investimenti per sopravanzare i concorrenti nella tecnologia SiC, svilup- pando le migliori tecnologie di commutazione disponibili sul mercato. SiC è un nuovo materiale WBG (Wide Band Gap) in grado di fornire prestazioni nettamente migliori rispetto agli equi- valenti dispositivi realizzati in silicio. L’elemento princi- pale che determina questo incremento di prestazioni è la struttura della cella che permette di ottenere unamaggiore densità. La più elevata densità della cella contribuisce ami- gliorare l’efficienza, consentendo ai veicoli elettrici di avere una maggiore autonomia a parità di pacco di batterie. Nel caso degli IGBT, lo spessore del wafer di silicio e lo stra- to FS (Field Stop) profondo sono diventati elementi molto critici per migliorare l’efficienza e incrementare la capacità di gestione della potenza. Per i MOSFET, il passo e la densità della cella sono i fattori da tenere nella massima conside- razione. onsemi è attivamente impegnata a ridurre sempre più questi due parametri, al fine di migliorare l’efficienza. Fig. 3 – I tre elementi chiave per azzerare le emissioni