Regensburg (Deutschland), Ottawa (Kanada). 18. November 2021. Vitesco Technologies, ein führender internationaler Hersteller von modernen Antriebstechnologien und Elektrifizierungslösungen, hat heute eine strategische Partnerschaft mit dem in Kanada ansässigen Unternehmen GaN Systems Inc. unterzeichnet. GaN Systems ist ein hoch angesehener Experte für Galliumnitrid-Leistungstransistoren und liefert seine Produkte unter anderem an die Automobilindustrie.  GaN-Transistoren bergen großes Potenzial für Anwendungen im Fahrzeug, weil sie effizienter, kleiner und in der Systembetrachtung wirtschaftlicher sind als Transistoren aus Silizium.

Besonders vorteilhafte Automobilanwendungen sind das Laden und die Umspannung elektrischer Energie in elektrifizierten Fahrzeugen. Derzeit sind GaN-Transistoren noch neu in der Automobilbranche, aber durch die künftige gemeinsame Entwicklungsarbeit von GaN Systems und Vitesco Technologies werden hochgradig attraktive Automobileinsatzfelder erschlossen. Leistungselektroniken auf der Grundlage von GaN-Technologie werden dazu beitragen, die Reichweite eines Fahrzeugs zu vergrößern und die Gesamtenergieeffizienz eines Elektrofahrzeugs zu erhöhen.

Jim Witham, CEO von GaN Systems kommentierte die Unterzeichnung der Partnerschaft so: „GaN Transistoren sind die Leistungssystemtechnologie der Zukunft. Das Material ermöglicht kompaktere, effizientere und kostengünstigere Leistungselektroniken. Für uns ist es eine erstklassige Chance, den weltweiten Automobilmarkt zu erschließen, indem wir uns mit Vitesco Technologies zusammentun.“

Die Vorteile von Galliumnitrid 

Leistungselektroniken und ihre Anwendung in Spannungs-Umrichtern (von DC zu DC) beziehungsweise Spannungswechselrichter (von AC zu DC) haben großen Einfluss auf den Wirkungsgrad eines elektrifizierten Fahrzeugs. Bei jeder Spannungsumsetzung geht ein Teil der elektrischen Energie durch physikalische Gesetzmäßigkeiten unweigerlich als Wärme verloren. Das senkt den Gesamtwirkungs­grad eines elektrischen Antriebs. Innovative, sogenannten Wide Bandgap Halbleiter Materialien wie GaN und Siliziumkarbid (SiC) bieten dafür eine Lösung: Sie ermöglichen viel höhere Schaltfrequenzen und erzeugen weniger Verlustwärme, was ihre Integration in kompakte Produkte vereinfacht und kostengünstiger macht. Aus diesem Grund bietet Vitesco Technologies in seiner hocheffizienten neuen Inverterplattform (EPF4) bereits SiC Komponenten an. Nun werden auch GaN ICs zum Technologie­portfolio hinzugefügt.

„GaN Transistoren helfen dabei, die Verlustleistung zu senken, insbesondere die Schaltverluste bei den hohen Schaltfrequenzen, wie wir sie benötigen. GaN ICs sind klassischen Silizium ICs schlichtweg in jeder Hinsicht überlegen. Deshalb ist unser früher Zugang zu dieser Technologie so wertvoll“, erläutert Dr. Gerd Rösel, Leiter Innovation der Geschäftseinheit Electrification Technology bei Vitesco Technologies. 

Um GaN Technologie im Fahrzeug einsetzen zu können, bedarf es qualifizierter und zielgerichteter Weiterentwicklung. Der Lohn für diesen Einsatz ist jedoch beachtlich: 

Wegen der Effizienz von GaN-Transistoren, sowie den daraus resultierenden geringen Kühlanforderungen und den kompakten Abmessungen, werden künftige Leistungselektroniken die Effizienz und Reichweite von elektrifizierten Fahrzeugen erhöhen. „Gemeinsam mit GaN Systems werden wir in der Lage sein, eine Plattform für nochmals effizientere, und gleichzeitig konsequent automobiltaugliche Lösungen für Umspannaufgaben in der Spanne zwischen 400 V und 800 V DC/DC, für On-Board-Ladegeräte und zukünftig auch für Inverter zu entwickeln“, sagt Rösel.