La electrónica de potencia desempeña un papel vital en la generación, distribución y uso de la energía eléctrica en casi todas las ramas de la industria, donde está contribuyendo significativamente a la eficiencia de comunidades cada vez más sostenibles. productronica presentará todos los desarrollos relevantes a lo largo de la cadena de innovación y valor de los semiconductores de potencia del 14 al 17 de noviembre de 2023. El patrocinador conceptual del evento más importante del sector es VDMA Productronics.

Los semiconductores de potencia son indispensables para la transformación en una sociedad digital y climáticamente neutra. Los sectores de la industria, las energías renovables y la automoción, en particular, están impulsando una demanda creciente. Los objetivos son siempre reducir las emisiones de CO₂, aumentar la eficiencia de los sistemas y avanzar en la digitalización.

Los analistas del Grupo Yole prevén que el mercado mundial de la electrónica de potencia pase de 20 900 millones de dólares (2022) a 33 300 millones de dólares en 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesto (TCAC) del 8,1%. Nombran las normativas gubernamentales, la expansión de las energías renovables y la demanda de soluciones energéticamente eficientes como las razones de esta tendencia.

Electrónica de potencia para la industria

Según Spherical Insights, el segmento industrial posee la mayor cuota de mercado, con más del 24%, ya que los dispositivos y sistemas de electrónica de potencia se utilizan ampliamente en accionamientos de motores, fuentes de alimentación, robótica y control de procesos. En relación con el continuo crecimiento de la automatización industrial, los analistas también consideran que este segmento sigue siendo un motor esencial del mercado de la electrónica de potencia.

El sector industrial en particular requiere una electrónica de potencia fiable y eficiente para aumentar la productividad, reducir el consumo de energía y optimizar los procesos de fabricación. Cualquier fallo sobre el terreno puede acarrear enormes costes. Las innovadoras soluciones de ensayo de los expositores de productronica Rohde&Schwarz, Viscom, Löhnert, CRS Prüftechnik y SPEA abordan esta cuestión.

Silicio, carburo de silicio y nitruro de galio

La electrónica de potencia se divide en tres segmentos principales en función de los tipos de material utilizados: silicio, carburo de silicio y nitruro de galio. La elección del material semiconductor afecta significativamente al rendimiento, la eficiencia y la fiabilidad del sistema.

La competitiva relación coste/rendimiento del silicio hace que siga siendo el material semiconductor más extendido. Sin embargo, alcanza sus límites cuando se trata de las frecuencias de funcionamiento y las tensiones de ruptura que puede alcanzar.

Por ello, los componentes de nitruro de galio (GaN) y carburo de silicio (SiC) están entrando cada vez más en escena. Los inversores basados en semiconductores de banda prohibida ancha permiten una conmutación más rápida y con menos pérdidas, con eficiencias significativamente mayores. Son capaces de conmutar tensiones más elevadas a frecuencias más altas, con menor necesidad de refrigeración. Los tiempos de conmutación más cortos reducen significativamente las pérdidas de energía y, al mismo tiempo, son capaces de tolerar componentes pasivos más compactos, como inductores o condensadores.

Debido a los procesos de fabricación más largos y complejos que requieren, los chips fabricados con carburo de silicio y nitruro de galio son bastante más caros que sus homólogos de silicio. Sin embargo, los fabricantes esperan reducir costes con el cambio a la tecnología de obleas de 300 mm.

La elección entre silicio, carburo de silicio y nitruro de galio depende en última instancia de los requisitos específicos de la aplicación, como la potencia, la frecuencia de conmutación, la temperatura y el coste.

SiC en movimiento

El carburo de silicio ofrece importantes ventajas, sobre todo para la electrónica de potencia de los vehículos eléctricos. Y es que unos sistemas de propulsión y carga más eficientes y compactos aumentan la autonomía y acortan los tiempos de carga. Por este motivo, el carburo de silicio es una tecnología clave para el futuro de la movilidad para muchos fabricantes y proveedores de automóviles.

En el pabellón B2, stand 448, Breuer-Motoren, coexpositor de la VDMA, presenta un amplificador de potencia inversor de SiC desarrollado en el marco del proyecto de investigación "Convertidor de frecuencia SiC-Mobil-SiC para electromovilidad" como plataforma de pruebas para investigar la fiabilidad, vida útil, compatibilidad electromagnética y eficiencia de los semiconductores de potencia de SiC de conmutación rápida.

Electrónica de potencia en productronica

En colaboración con el Departamento de Electrónica de Potencia de la VDMA -patrocinador conceptual y técnico de la electrónica de potencia- se ofrecerán conferencias y demostraciones en directo en el pabellón B2, stand 448, sobre el tema de la electrónica de potencia.

En el Cluster de Semiconductores, los expositores de productronica mostrarán sus últimas innovaciones en estas áreas.

Con SEMICON Europa, que vuelve a celebrarse paralelamente a productronica, la feria líder mundial en desarrollo y fabricación amplía su oferta en la industria de fabricación de semiconductores.