Elektrifizierung des Autos: Infineon bereit für starkes Wachstum bei Mild-Hybrid-Modellen

München – 12. März 2020 – Die Infineon Technologies AG rechnet in den kommenden Jahren mit einem deutlichen Wachstum bei 48-V-Sytemen im Auto und erweitert ihr Angebot an passenden Leistungsbausteinen. Der Chiphersteller bringt neue Gehäusevarianten seiner 80-V- und 100-V-MOSFETs mit OptiMOS™-5-Technologie auf den Markt, um die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener 48-V-Applikationen passgenau zu bedienen. Angesichts des erwarteten Nachfrageanstiegs hat Infineon einen neuen Fertigungsprozess eingerichtet und produziert die Chips nun auf seiner Linie für 300-Millimeter-Dünnwafer in Dresden.

„In diesem Jahrzehnt erreichen wir den Punkt, an dem die Mehrheit aller Neuwagen weltweit mit einem teil- oder vollelektrischen Antrieb fährt“, sagt Stephan Zizala, Vice President und General Manager Automotive High Power bei Infineon. „Die Produktion von Modellen mit 48-V-Bordnetz und Mild-Hybrid-Antrieb dürfte sich Marktforschern zufolge zwischen 2020 und 2030 mehr als verzehnfachen. Parallel zu unserem Portfolio für Hochvolt-Systeme in rein batterie-elektrischen Antrieben sowie Voll- und Plug-in-Hybriden stärken wir deshalb auch unser Angebot für 48-V-Systeme mit neuen Bausteinen und erweiterten Lieferkapazitäten.“

Portfolio-Erweiterung an beiden Enden des Leistungsspektrums

Infineon verfügt über verschiedene 80-V- und 100-V-MOSFETs in OptiMOS-5-Technologie mit sehr geringen, skalierbaren Durchlasswiderständen bis hinunter zu 1,2 mΩ. Für die vor allem in Kern-Applikationen eines Mild-Hybrids notwendigen hohen Leistungsdichten, zum Beispiel im Starter-Generator, Batterietrennschalter und DC-DC-Wandler, baut Infineon seine TOLx-Gehäusefamilie aus. Diese basiert auf dem etablierten TOLL-Produkt (TO-Leadless, 10 mm x 12 mm) für Kupfersubstrat-Leiterplatten und Ströme bis 300 A.

Daneben steht mit dem gleichen Footprint das TOLG-Gehäuse (TO Leads Gullwing-Design) für isolierte Metall-Substrate (IMS) mit Aluminiumkern. Da sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer und Aluminium unterscheiden, führt die Verwendung von IMS-Boards bei hohem thermo-mechanischen Stress zu einer erhöhten Belastung der Lötverbindungen zwischen Gehäuse und Leiterplatte. Um diese Belastung abzufedern, verfügt das TOLG-Gehäuse über Gullwing-Leitungen.

Neues Package für Top-Side-Kühlung

Im nächsten Schritt wird Infineon die TOLx-Familie um ein im Wettbewerb einzigartiges drittes Mitglied erweitern: das TOLT-Gehäuse (TO Leads Top-Side Cooling). Es ermöglicht die Wärmeableitung durch Top-Side-Kühlung über die Oberseite des Gehäuses statt über die Leiterplatte. Dadurch lässt sich die Leistung um mehr als 20 Prozent erhöhen und der Kühlaufwand auf der Platine reduzieren. Der Start der Volumenfertigung von TOLT-Produkten ist für 2021 geplant.

Neben der TOLx-Familie erweitert Infineon auch sein Gehäuse-Portfolio für den Einsatz in weniger leistungshungrigen Nebenaggregaten wie z.B. Lüftermotoren und Pumpen, die ebenfalls immer häufiger auf 48-V-Spannung umgestellt werden. Gänzlich neu verfügbar sind Varianten im kleinen S3O8-Gehäuse (3,3 mm x 3,3 mm) für niedrigere Ströme bis 40 A. Sie ergänzen Produkte mit dem etwas größeren SSO8-Gehäuse (5 mm x 6 mm) für Ströme bis 100 A, die Infineon seit kurzem im Portfolio hat.

Mild-Hybrid-Antriebe auf Basis eines 48-V-Bordnetzes sind für Automobilhersteller ein schneller und kostengünstiger Weg zu geringeren CO ₂-Flotten-Emissionen. Sie erlauben unter anderem eine höhere Rekuperationsenergie gegenüber einem 12-V-System und nutzen die dabei gewonnene Energie für eine elektrische Unterstützung des Verbrenners. Darüber hinaus bietet eine 48-V-Spannung Leistungs- und Effizienzvorteile bei Sicherheits- und Komfortfunktionen mit hoher Stromlast, etwa bei der Stabilitätskontrolle oder bei Klimakompressoren. Je nach Konfiguration des Antriebs und Anzahl der Nebenaggregate lassen sich mit einem Mild-Hybrid die CO ₂-Emissionen gegenüber einem reinen Verbrenner um bis zu 15 Prozent reduzieren.

Verfügbarkeit

Produkte in den TOLL-, TOLG-, SSO8- und S3O8-Gehäusen sind jetzt verfügbar. Der Start der Serienfertigung des TOLT-Gehäuses ist für Anfang 2021 geplant. Weitere Informationen sind unter www.infineon.com/automotivemosfet verfügbar.