SiC- und GaN-Halbleiter für Aerospace-Anwendungen Airbus und ST forschen gemeinsam an Leistungselektronik für elektrifizierte Luftfahrzeuge

Das europäische Luftfahrtunternehmen Airbus und STMicroelectronics haben gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten vereinbart. Ziel der Kooperation ist effizientere und leichtere Leistungselektronik für künftige Flugzeuge mit Hybridantrieb und vollelektrische Luftfahrzeuge für den innerstädtischen Verkehr.

Als Grundlage für die Kooperationsvereinbarung haben beide Unternehmen die Vorteile evaluiert, welche Wide-Bandgap-Halbleiter für die Elektrifizierung von Luftfahrzeugen bieten können. Neben den Effizienzgewinnen sind in Fluganwendungen vor allem die geringere Größe und das niedrigere Gewicht von Bedeutung. Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) ermöglichen die Entwicklung kleinerer, leichterer und effizienterer elektronischer Bauelemente und Systeme insbesondere für Anwendungen, die hohe Leistungen, hohe Frequenzen oder hohe Temperaturen erfordern.

Im Fokus der Zusammenarbeit wird die Entwicklung von SiC- und GaN-Bauelementen, Gehäusen und Modulen stehen, die speziell an die Aerospace-Anwendungen von Airbus angepasst sind. Zur Bewertung dieser Bauelemente werden die Unternehmen intensive Forschung und Tests an Demonstratoren durchführen, zu denen Steuereinheiten für Elektromotoren, Leistungswandler für hohe und niedrige Spannungen sowie kabellose Leistungsübertragungs-Systeme gehören.

Hybrid-Flugantriebe stoßen bis zu 10 Prozent weniger CO₂ aus

Wie der Hybridisierungs- und Elektrifizierungs-Roadmap von Airbus zu entnehmen ist, verlangt die angestrebte Dekarbonisierung der Luftfahrt nach einer ganzen Reihe disruptiver Lösungen, die neue Brennstoffarten und Technologien kombinieren. Der nun angepeilte hybridelektrische Antrieb sei eine solche Lösung, könne die Effizienz von Flugzeugen aller Kategorien verbessern und den CO₂-Ausstoß von Luftfahrzeugen um bis zu 5 Prozent senken. Bei Hubschraubern, die generell leichter sind als Flächenflugzeuge, könne die Reduktion sogar bis zu 10 Prozent betragen, gibt Airbus an. Künftige hybrid- und vollelektrische Luftfahrzeuge verlangten nach Leistungen im Megawattbereich, was enorme Verbesserungen der Leistungselektronik in Bezug auf den Integrationsgrad, die Leistungsfähigkeit, den Wirkungsgrad sowie die Größe und das Gewicht der Bauteile erfordere.

„Die Zusammenarbeit mit STMicroelectronics wird von entscheidender Bedeutung für die Elektrifizierungs-Roadmap von Airbus sein“, betont Sabine Klauke, Chief Technical Officer bei Airbus. „Indem wir die Expertise und Erfahrung des Unternehmens auf dem Gebiet der Leistungselektronik für Automotive- und Industrie-Anwendungen mit unserer eigenen Kompetenz bei der Flugzeug- und Senkrechtstarter-Elektrifizierung kombinieren, wird uns die beschleunigte Entwicklung jener disruptiven Technologien erleichtert, die für die ZEROe-Roadmap und den City Airbus NextGen benötigt werden.“

„STMicroelectronics ist an vorderster Front der Entwicklung innovativer Leistungshalbleiter positioniert und bietet effizientere Produkte und Lösungen auf der Basis von Werkstoffen wie Siliziumkarbid und Galliumnitrid“, sagt Jerome Roux, President, Sales & Marketing bei STMicroelectronics. Gestützt durch eine vertikal integrierte, globale SiC-Lieferkette sei das Unternehmen bei der Transformation in Mobilitäts- und Industrieanwendungen bereits weltweit sehr präsent. „Der Aerospace-Sektor ist ein überaus anspruchsvoller Markt mit ganz spezifischen Anforderungen, und die Zusammenarbeit mit Airbus als einem weltweiten Spitzenreiter dieser Branche gibt uns Gelegenheit, gemeinsam neue Power-Technologien zu definieren, welche die Branche für die Verwirklichung ihrer Dekarbonisierungsziele braucht.“ (cg)

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