Automobilhersteller stehen weiterhin unter Druck, ihre Elektrifizierungsziele zu erreichen. Gleichzeitig stellen Fahrzeugkosten, Sicherheit, Reichweite und die Verfügbarkeit von Ladeinfrastruktur Hürden für eine breitere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen dar. Die Gen-5-Technologie von Wolfspeed wurde entwickelt, um diese Hürden umfassend zu überwinden und setzt neue Maßstäbe für den spezifischen Widerstand im aktiven Zustand (RSP), eine wichtige Kennzahl für die Effizienz im Verhältnis zur aktiven Chipfläche eines MOSFETs. Gen-5-Produkte ermöglichen Systemarchitekten die Entwicklung kompakterer Traktionswechselrichter, die Verbesserung der Reichweite pro Ladung und die optimale Dimensionierung teurer Elektrofahrzeugbatterien. Sie eröffnen zudem neue Möglichkeiten für Siliziumkarbid (SiC), indem sie mechanische Relais durch Halbleiter-Leistungsschalter ersetzen und neue Effizienzstandards für die Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen setzen. Die Vorteile reichen weit über den Automobilsektor hinaus; auch Anwendungen wie industrielle Stromversorgungen profitieren von der kompromisslosen Schaltleistung der Gen-5-Technologie.
Ermöglicht eine unübertroffene Stromstärke pro Fläche von SiC
Systeme auf Basis der 5. Generation erreichen im Vergleich zu konkurrierenden 5 x 5 mm Siliziumkarbid-MOSFETs den höchstmöglichen Strom bei hohen Temperaturen. Die kontinuierliche Optimierung des RDS(ON) durch Wolfspeed adressiert zwei zentrale Herausforderungen im Design:
Es verbessert die Leitungsverluste auf Systemebene signifikant, indem es den spezifischen Widerstand (RSP) im Vergleich zu konkurrierenden 1200-V-Lösungen auf dem Markt um bis zu 27 % reduziert. Der 1200-V-Chip QEM50120-25D10 erreicht einen spezifischen Widerstand von 3,4 mΩ·cm² bei 175 °C, der 750-V-Chip QEM50075-025D10 einen spezifischen Widerstand von 2,0 mΩ·cm² bei 175 °C.
Dank einer extrem niedrigen RDS(ON)-Verteilung von ±18 % für beide Spannungsknoten werden die Anforderungen an die Systemauslegungsmarge reduziert.
Fahrdesigns, die lange halten
Wolfspeed Gen 5 verwendet dieselbe Soft-Body-Diode wie die Gen 4-Technologieplattform, bietet jedoch eine verbesserte Sperrschichttemperatur von 200 °C im Dauerbetrieb (215 °C mit begrenzter Lebensdauer). Dies unterstreicht Wolfspeeds Engagement für die Entwicklung langlebiger Systeme. Die MOSFETs erreichen einen Referenzwert für den RDS(ON)-Wert und bieten dank der Soft-Body-Diode gleichzeitig eine hervorragende Schaltenergie. Zudem werden die gesamten Schaltverluste reduziert und die Sperrverzögerungsladung weiter verbessert.
Entwickelt auf einer kommerziell ausgereiften Plattform
Die Gen 5 bietet Kunden einen direkten und risikoarmen Weg von der Designintegration zur Serienproduktion, ohne die Produktionsbereitschaft in der Automobilindustrie zu beeinträchtigen – selbst bei steigender Nachfrage nach KI.
Es handelt sich um Wolfspeeds MOSFET-Technologie der zweiten Generation, die in Wolfspeeds produktionsreifer 200-mm-Fertigungsanlage im Mohawk Valley, New York, entwickelt, hergestellt und zertifiziert wurde. Produkteinführung (NPI), Bemusterung und Kundenvalidierung erfolgen mit 200-mm-Produktionsmaterial. Für die Serienproduktion sind keine neuen Fertigungswerkzeuge erforderlich.
Verfügbarkeit und Ressourcen
Muster der Modelle QEM50120-025D10 und QEM50075-025D10 sind für ausgewählte Kunden über die Vertriebsmitarbeiter von Wolfspeed erhältlich. Weitere neue Produkte im Spannungsbereich von 750 V bis 1200 V werden voraussichtlich im Laufe des Jahres 2026 und bis Anfang 2027 auf den Markt kommen, sobald sich die Marktnachfrage und die Kundenanforderungen konkretisieren.
