Mit SiC-Technologie für E-Autos: Infineons CoolSiC-Automotive-MOSFET im Detail

Infineon setzt bei Leistungschips für Elektroautos auf Siliziumkarbid. Die CoolSiC-Automotive-MOSFETs zielen auf effizientere Inverter, kompaktere Batterieplattformen und geringere Ladezeiten. Was die Bausteine können, für wen sie gedacht sind und welche Rolle sie im Autozuliefermarkt spielen.

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Infineon treibt seine Siliziumkarbid-Strategie im Auto-Bereich voran und positioniert die CoolSiC Automotive MOSFETs als zentrale Bausteine für die nächste Generation von Elektroantrieben. Die Baureihen mit Spannungen von typischerweise 750 bis 1200 Volt sind auf Traktionsinverter, On-Board-Ladegeräte und DC/DC-Wandler in Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeugen ausgelegt. Laut Hersteller ermöglichen sie gegenüber klassischen Silizium-IGBTs deutlich höhere Wirkungsgrade und kompaktere Systemdesigns, was Automobilherstellern Spielräume bei Reichweite, Gewicht und Kühlung eröffnet. Für Chip-Anleger und Autozulieferer ist das Produkt auch deshalb spannend, weil Infineon in diesem Segment klar auf Wachstum setzt und sich in einem intensiv umkämpften Markt mit Wettbewerbern wie STMicroelectronics, Wolfspeed und Onsemi behaupten will. Die offizielle Produktseite von Infineon beschreibt die CoolSiC-Automotive-Familie als Herzstück für hocheffiziente Antriebs- und Ladeeinheiten in Elektrofahrzeugen.

Siliziumkarbid-Chips für 800-Volt-Architekturen im Elektroauto

Die CoolSiC Automotive MOSFETs von Infineon decken in der aktuellen Generation Spannungsklassen von rund 750 bis 1200 Volt ab und sind damit sowohl für 400-Volt- als auch für moderne 800-Volt-Bordnetze im Elektroauto ausgelegt. Zu den adressierten Anwendungen zählen insbesondere Traktionsinverter im Leistungsbereich von mehreren zehn bis über 200 Kilowatt, On-Board-Charger mit typischen Ladeleistungen von 11 bis 22 Kilowatt sowie DC/DC-Wandler für das Bordnetz. Siliziumkarbid als Material erlaubt geringere Schaltverluste und höhere Schaltfrequenzen im Vergleich zu klassischen Siliziumleistungshalbleitern, was in der Praxis verkleinerte Magnetics, kompaktere Kühlkonzepte und eine Verringerung des Systemgewichts ermöglicht. Für Autobauer und Tier-1-Zulieferer ergibt sich daraus die Option, bei gleicher Batteriekapazität zusätzliche Reichweite zu erschließen oder umgekehrt bei gleicher Reichweite Batterie- und Packaging-Kosten zu senken. Fachmedien verweisen zudem darauf, dass SiC-Inverter insbesondere bei höheren Lasten und Autobahnfahrten Effizienzvorteile ausspielen, während im Stadtverkehr vor allem die Rekuperationsleistung und das thermische Verhalten zählen. Ein Überblicksbericht des Branchenportals electrive ordnet die CoolSiC-Leistungshalbleiter von Infineon in den wachsenden Markt für 800-Volt-E-Autoarchitekturen ein und hebt Effizienz- und Packaging-Vorteile gegenüber Silizium hervor.

Technisch setzt Infineon bei den CoolSiC Automotive MOSFETs auf optimierte Zellgeometrien und Gate-Strukturen, um Leit- und Schaltverluste in der Kombination mit typischen Motorströmen in der Traktionskette zu minimieren. Die Bausteine werden in Automotive-Qualität nach AEC-Q101 qualifiziert und sind für Betriebstemperaturen bis typischerweise 175 Grad Celsius freigegeben, was für die Platzierung in kompakten Leistungsmoduleinheiten mit hohem thermischen Stress relevant ist. Neben diskreten TO-Gehäusen bietet Infineon die SiC-MOSFETs auch als Teil von Leistungsmodulen mit integrierter Treiber- und Schutzbeschaltung an, um Entwicklungsaufwände bei Systemanbietern zu reduzieren. In Kombination mit Gate-Treiber-ICs sowie dem eigenen Portfolio an Mikrocontrollern und Sensoren kann das Unternehmen komplette Referenzdesigns für Inverter- und Ladesysteme liefern. Damit geht Infineon über die Rolle eines reinen Chiplieferanten hinaus und versucht, Design-Ins frühzeitig auf Systemebene zu verankern, was langfristig stabilere Umsätze pro Fahrzeugplattform ermöglichen kann.

Aus Sicht von Autobauern zählt neben der reinen Effizienz zunehmend auch die Liefer- und Skalierungssicherheit entlang der SiC-Wertschöpfungskette. Infineon investiert parallel zum Produktportfolio in den Ausbau seiner Fertigungskapazitäten für Siliziumkarbid, unter anderem im Werk Kulim in Malaysia, und hat sich über langfristige Wafer-Lieferverträge zusätzliche Rohmaterialmengen gesichert. Hinzu kommen Kooperationen mit Autoherstellern und Zulieferern, die über mehrjährige Abnahmevereinbarungen laufen und den langfristigen Einsatz der CoolSiC-Chips in konkreten Fahrzeugplattformen absichern sollen. Branchenbeobachter sehen gerade im Hochvolt-Segment der Inverter einen Kernmarkt, in dem die Verfügbarkeit automotive-qualifizierter SiC-Komponenten über den Erfolg einzelner E-Auto-Programme mitentscheiden kann. Ein Bericht der Nachrichtenagentur Reuters hebt hervor, dass Infineon seine Siliziumkarbid-Produktion deutlich ausbaut, um die wachsende Nachfrage aus dem Elektroautosektor zu bedienen und insbesondere die CoolSiC-Automotive-Reihe abzusichern.

Für Infineon ist das Geschäft mit CoolSiC Automotive MOSFETs ein strategischer Baustein im Segment Green Industrial Power und im Automotive-Geschäft, das einen hohen Anteil am Konzernumsatz stellt. Die Chips sind Teil eines breiteren Portfolios, das von klassischen MOSFETs und IGBTs bis hin zu Mikrocontrollern, Sensoren und Sicherheitslösungen reicht. Damit bedient das Unternehmen nicht nur den Antriebsstrang, sondern auch Komfort-, Sicherheits- und Fahrerassistenzfunktionen im Fahrzeug. Zusammengefasst zeigt sich, dass Infineon seine Position als Lieferant von Leistungshalbleitern im E-Mobilitätsmarkt mit der CoolSiC-Familie festigen und ausbauen will. Die Aktie von Infineon Technologies (DE0006231004) notierte zuletzt im Xetra-Handel im Bereich um 80 Euro, womit der Markt die langfristigen Wachstumsaussichten im Chipgeschäft für Elektroautos bereits zu einem guten Teil einpreist.

Schlüsseleckdaten zu Infineons CoolSiC-Automotive-MOSFETs

• Produkt: CoolSiC Automotive MOSFET
• Hersteller: Infineon Technologies AG
• Kategorie: Neuheit/Launch - Leistungshalbleiter für Elektrofahrzeuge
• Markteinführung: schrittweise seit den frühen 2020er-Jahren, fortlaufende Portfolioerweiterung
• UVP / Preis: abhängig von Konfiguration und Volumen, typischerweise als B2B-Komponente ohne öffentliche Stückpreisangabe
• Verfügbarkeit: über Infineon-Vertrieb, autorisierte Distributoren und Automotive-Tier-1-Zulieferer, international einsetzbar
• Zielgruppe: Automobilhersteller und Tier-1-Zulieferer mit Fokus auf Elektro- und Plug-in-Hybridfahrzeuge
• Besonderheit / USP: Siliziumkarbid-Technologie mit hoher Effizienz für 400- und 800-Volt-Elektrofahrzeugarchitekturen, qualifiziert für den Automotive-Einsatz

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