Le sfide del Power per il settore Automotive – Intervista a Carlos Castro, Global Marketing Director Automotive Power @ Littelfuse

I veicoli elettrici e ibridi stanno guadagnando terreno nel mercato automotive, diventando una zona chiave di interesse per i fornitori di sistemi elettronici. I progressi tecnologici come la guida autonoma e i veicoli elettrici potrebbero incrementare le aree di applicazione dei componenti elettronici. 

Il mercato globale dell'elettronica automotive si espanderà a un CAGR del 19,0% dal 2017 al 2025, per raggiungere un valore di oltre 22 milioni di dollari entro il 2025, secondo Transparency Market Research.

Figura 1. Carlos Castro

In questa intervista, Carlos Castro di Littelfuse ci guida ai diversi aspetti che collegano il power management al settore automotive. Carlos Castro è entrato a far parte di Littelfuse nel 2015 ed è attualmente Global Marketing Director, Automotive Power. Prima di entrare a far parte di Littelfuse, ha lavorato per 12 anni in Infineon Technologies come application engineer e ha guidato vari team tecnici e di marketing di prodotto all'interno della divisione automotive.

1.Ci descriva gli ultimi aggiornamenti di Littelfuse Power Semiconductor. Qual è il mercato nel quale sostanzialmente state spingendo?

Abbiamo effettuato la più grande acquisizione nella storia della nostra azienda nel 2018, quando abbiamo acquisito IXYS Corporation, un pioniere globale nel mercato dei semiconduttori di potenza e dei circuiti integrati. IXYS si è concentrato sui semiconduttori per il power control a media e alta tensione per il mercato industriale, delle comunicazioni, consumer e medical. Questa acquisizione ci ha dato dei vantaggi strategici inestimabili, tra cui una piattaforma tecnologica significativamente più ampia e la possibilità di espanderci ulteriormente nel mercato industriale ed elettronico. Supporta inoltre la penetrazione a lungo termine del nostro portfolio di power control nel mercato automotive ed espande la percentuale della presenza di semiconduttori di potenza per veicolo che possiamo fornire ai clienti in tutto il mondo.

Fondamentalmente IXYS è la pietra angolare della nostra attività di semiconduttori di potenza. Ci rende uno dei più forti attori nel settore dei semiconduttori di potenza, con la possibilità di sfruttare le nostre risorse e il nostro portfolio collettivo per supportare i nostri clienti. Ora che abbiamo integrato IXYS nelle nostre attività, sono state ampliate le nostre competenze ingegneristiche e la proprietà intellettuale relativamente alle tecnologie dell’alta tensione e dei semiconduttori, oltre ad aumentare la nostra presenza nel settore dei semiconduttori nel suo insieme, aumentando le nostre dimensioni e il nostro volume. Ci ha permesso di ridisegnare la nostra roadmap sui semiconduttori di potenza.

Alcune delle nostre più recenti versioni tecnologiche includono Serie X-Class 850V-1000V Ultra Junction Power MOSFETs e Serie X4-Class 100V-150V N-Channel Ultra Junction Power MOSFETs, entrambe con opzioni HiPerFET™. La nostra concorrenza non può offrire ultra-junction MOSFETs con tensioni drain-to-source cosi’ basse (Figura 2).

Oltre all'acquisizione di IXYS, abbiamo potenziato la nostra attività di semiconduttori di potenza con i nostri investimenti e l'acquisizione di Monolith Semiconductor. Abbiamo iniziato a collaborare con Monolith nel 2015 e completato l'acquisizione alla fine dell'anno scorso. Monolith è specializzata nello sviluppo della tecnologia dei dispositivi di potenza in carburo di silicio utilizzando un'architettura di processo unica che combina blocchi di processo standard non differenziati che verrebbero impiegati in un dispositivo di silicio con fasi di processo proprietarie che offrono un vantaggio prestazionale per i dispositivi allo stato finito.

Lo scorso anno i diodi Monolith SiC Schottky e i MOSFET sono passati dal prototipo alla produzione. Il nostro ampio portfolio di semiconduttori di potenza ha aperto i mercati in cui siamo in grado di servire componenti come prodotti ad alta potenza e alta tensione come i nostri stack IGBT per mercati quali il trasporto ferroviario, la rete elettrica, l'infrastruttura, i motori a corrente continua, etc.  D’altra parte i nostri prodotti a bassa tensione in package più compatti ci consentono di servire diversi segmenti di mercato, come energia solare, ricarica di veicoli elettrici e robot industriali.

Figura 2. Serie X-Class 850V-1000V Ultra Junction Power MOSFETs

2.Da vari argomenti, i veicoli elettrici potrebbero essere considerati la nuova green technology. Quanto è coinvolto Littelfuse in questa applicazione? Cosa state facendo per migliorare la tecnologia, ad esempio l'efficienza del power management delle batterie?

Siamo decisamente coinvolti nello sviluppo della tecnologia dei veicoli elettrici, non solo dal punto di vista dei semiconduttori di potenza, ma anche nella protezione dei circuiti e nelle prospettive di rilevamento. Uno dei migliori esempi di ciò è nei caricabatterie di bordo ai quali stiamo lavorando per diventare uno sportello unico per quasi tutti i componenti del sistema che i nostri clienti richiedono. Abbiamo una grande quantità di contenuti di semiconduttori di potenza e ci sono altri esempi di applicazioni in EV o HEV, come l'interruttore principale o i sistemi ausiliari. Stiamo anche lavorando con i produttori di EV su componenti per il condizionamento ad alta tensione. Con i veicoli elettrici sempre più applicazioni si stanno spostando da 12 V a una rete elettrica ad alta tensione. Siamo decisamente coinvolti in questa nuova green technology e in ciò che stiamo facendo per migliorare l'efficienza della trasmissione elettrica completa. Ad esempio, stiamo lavorando per ottimizzare le tecnologie di silicio disponibili e mature, come gli IGBT, per applicazioni molto specifiche che riducono le perdite di potenza. Ciò che i nostri clienti ci chiedono di fare è mettere a punto, per ottimizzare, le tecnologie standard disponibili per applicazioni molto specifiche di veicoli ibridi ed elettrici (Figura 3).

Figura 3: Soluzioni di ricarica per veicoli elettrici

3.Qual è il futuro riguardo ai nuovi materiali semiconduttori come GaN o simili? In che modo influenzeranno il design delle soluzioni di alimentazione?

Come ho già detto, ci stiamo concentrando sul carburo di silicio. Ci sono molte applicazioni per questo nel mercato dei veicoli ibridi ed elettrici, come il caricabatterie integrato, l'inverter principale, il convertitore DC-DC tra la batteria a bassa tensione e alta tensione.

Il vantaggio del carburo di silicio dipende molto dai requisiti dell'applicazione. Ad esempio, con il caricabatterie integrato per un veicolo elettrico ibrido, di solito si hanno molte limitazioni in termini di spazio e peso, perché un'auto ibrida ha anche un motore a combustione, per cui non c'è molto spazio per sistemi aggiuntivi come il caricabatterie integrato. Quindi il caricabatterie integrato deve essere il più piccolo e leggero possibile. Ecco perché il carburo di silicio offre un enorme vantaggio dal momento che offre un'efficienza molto elevata, può ridurre le perdite e si possono ridurre le dimensioni del componente, aumentando le frequenze di commutazione. Vediamo molti progettisti che fanno valutazioni e lavorano con il carburo di silicio per i caricabatterie integrati.

4.Quali sfide future vedete nel settore automotive e come pensate di far evolvere la vostra suite di prodotti per affrontare tali sfide?

Preferisco considerarle come opportunità piuttosto che sfide. Vedo opportunità significative in due aree diverse: una è la guida autonoma, e l'altra è quella che chiamo "electro-mobility", che comprende veicoli ibridi, elettrici e forse altre tecnologie. Entrambe, guida autonoma ed e-mobility stanno decisamente cambiando il concetto tradizionale di mobilità, di trasporto passeggeri. Non è un'evoluzione come quella che abbiamo visto nel secolo scorso; è una rivoluzione. Finora, ciò che abbiamo visto sono nuove applicazioni, nuovi sistemi vengono introdotti lentamente in auto ad alto volume. Ciò che vediamo ora con la guida autonoma e l'e-mobility sono modi completamente diversi di trasporto passeggeri.

Entrambe queste opportunità stanno introducendo molte nuove applicazioni. Queste nuove applicazioni hanno requisiti molto differenti da quelli attuali. Ad esempio, se parliamo di guida autonoma, vediamo requisiti molto più elevati in termini di sicurezza e affidabilità. Se l'auto sta guidando da sola non vuoi avere alcun problema, e anche sull'e-mobility, introducendo ora 400-500 V in auto, i problemi che hai sono molto diversi da quelli che hai avuto negli ultimi 100 anni con batterie da soli 12 V nelle auto.

Stiamo anche vedendo sempre più clienti non tradizionalmente automobilistici provare a ottenere una parte del business, con quelle nuove applicazioni, così come le tecnologie completamente nuove. Abbiamo parlato prima del carburo di silicio e di altri materiali a banda larga ora introdotti nel settore automotive, oltre ad altri come LiDAR, una tecnologia fondamentale di sensori per la guida autonoma. Questa è sicuramente una sfida per l'intera comunità automobilistica.

In questo momento stiamo lavorando su una road map estesa dei semiconduttori e i semiconduttori di potenza svolgeranno un ruolo vitale in queste sfide. Siamo interessati a cose come il carburo di silicio per autoveicoli, MOSFET e IGBT automotive ad alta tensione e gate driver per autoveicoli. Stiamo lavorando per diventare protagonisti non solo nel settore dei semiconduttori di potenza, ma nel settore automotive dei semiconduttori di potenza. Continueremo inoltre ad espandere il nostro portfolio e le nostre competenze, non solo per i semiconduttori di potenza ma anche per la protezione e il rilevamento dei circuiti. Vogliamo essere presenti nel maggior numero possibile di aree e fare il punto per tutte le applicazioni automobilistiche. Quando parliamo con i clienti, vogliamo essere nella posizione di discutere con loro non solo di una parte del circuito, ma della sua parte più grande.

 

 

 

Scrivi un commento

Send this to a friend