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Nr 15 2022 www markttechnik de 23 Elektronische und elektromechanische Bauelemente - sofort ab Lager WWW GUDECO DE the protection company ESKA Power Fuses Schutz für Elektromobilität Breites Spektrum an Power Fuses für komplexe Anforderungen der Elektromobilität inkl Ladeinfrastruktur BMS und vielen weiteren Anwendungen Spannungsbereich 75 Vbis 1 500 V AC DC Strombereich 200 mA bis 600 A Ausschaltvermögen 200 Abis 50 kA Fertigung projektbezogener Anschlussmöglichkeiten mehr Bauelemente pro Wafer fertigen und somit auch die Herstellungskosten pro Bauelement senken Allerdings dürfte dies den Anteil des Substrats an den Chipkosten nicht unmittelbar senken Wie schon beim Übergang von 100-mmauf 150-mm-Scheiben dürften die Substratkosten zunächst proportional zur Fläche steigen weil die Defektdichte sprunghaft steigen dürfte Nach einer kurzen Entwicklungsphase dürfte die Defektdichte bei 200-mm-Wafern wieder sinken ebenso wie die Fertigungskosten bis dahin dürften 150-mm-Wafer wirtschaftlicher bleiben und der Übergang zwischen diesen beiden Wafer-Durchmessern dürfte in den ersten Jahren fließend vonstattengehen Außerdem macht der Umstieg auf 200-mm-Wafer neue moderne Wafer Fabs erforderlich Damit dürfte der Automatisierungsgrad wesentlich zunehmen die Zahl der hochqualifizierten – und damit teuren – Ingenieure die für den Betrieb der Anlage benötigt werden erheblich sinken und damit auch die Fertigungskosten Kurzfristig ist jedoch damit zu rechnen dass die Abschreibungskosten aufgrund der erheblichen Ausgaben für das Equipment steigen werden Die Selbstversorgung mit Substraten innerhalb »vertikal integrierter« Unternehmen beeinflusst die Kosten erheblich Dies zeigt die linke Säule in Bild 1 in dem die Kosten für ein Substrat um die Gewinnspanne des Verkäufers bereinigt wurden die hier mit 40 Prozent veranschlagt worden ist Dies verschafft denjenigen Unternehmen einen Vorteil die sich vollständig selbst mit Substraten versorgen können Ein letzter wichtiger Aspekt ist die Weiterentwicklung der Bauteiltechnologie Insbesondere Fortschritte in der Bauteilgestaltung und -fertigung dürften den Durchlasswiderstand von SiC-MOSFETs mit jeder Generation weiter verringern Nach Angaben von Wolfspeed ist der spezifische Durchlasswiderstand mit jeder Bauteilgeneration um etwa 40 Prozent gesunken Damit werden bei gegebenem Nennstrom die Fläche und das Volumen der Halbleiter kleiner Zusätzlich erhöhen kleinere Chips nicht nur die Anzahl der Bauteile pro Wafer auch die prozentuale Ausbeute steigt Allerdings skaliert die Chipfläche nicht linear mit dem elektrischen und thermischen Widerstand Bild 1 Kostenstruktur eines SiC-MOSFET-Die basierend auf einem marktführenden Baustein aus dem Jahr 2021 mit 1200 V 100 Ader auf einem 150-mm-Substrat hergestellt wurde Bild 2 Das SiC-Kostenprognosemodell von PGC Consultancy basierend auf einem marktführenden Bauelement aus dem Jahr 2021 mit 1200 V 100 A Oben die im Modell verwendeten Eingangsgrößen Unten die prognostizierten Kosten für den Chip Alle Daten sind auf bekannte oder geschätzte Werte für einen Wafer-Durchmesser von 150 mm im Jahr 2022 normiert Die oberen und unteren Grenzen stellen die besten bzw schlechtesten Szenarien dar Bilder PGC SiC Consultancy 23