Auto del futuro? Andranno tutte col SiC, il quasi-diamante scoperto per caso

Tesla un passo avanti con SiC nella Model 3

Una delle componenti fondamentali delle elettriche è l'inverter che trasforma la corrente continua delle batterie in corrente alternata per alimentare i motori e regolarne la potenza. Per importanza, se facessimo il paragone con un'auto termica, sarebbe come parlare del carburatore o del sistema di iniezione. All'interno dell'inverter sono presenti al molti transistor di potenza basati sul "semplice" silicio, ma quelli più efficienti (Tesla è stata la prima ad adottarli, ma ne parleremo ancora) sono i mosfet al carburo di silicio, perché sono molti più stabili alle alte tensioni (quindi è più semplice operare a 800V), sono più piccoli e meno pesanti, resistono meglio alle alte temperature fino e oltre i 200 °C (e quindi costa meno raffreddarli), hanno il 70% in meno di perdite di conversione e lavorano a frequenze più alte.

Per il solo guadagno in efficienza di conversione, i tecnici stimano che con gli inverter SiC si possa aumentare del 5-6% l'autonomia sulle elettriche, ma non solo: permettendo di utilizzare alte tensioni di ricarica senza stress (800V) si riducono della metà i tempi per il rifornimento. Ad oggi ad impiegare la ricarica a 800V ci sono Porsche Taycan, Hyundai e Kia (EV6 e Ioniq 5 e 6), Audi e-tron GT e Lucid Air. Solo Tesla, che pure ha adottato l'inverter Sic sulla Model 3 addirittura nel 2018, non ha sfruttato questa potenzialità perché questo avrebbe comportato una revisione totale di tutta la rete dei supercharger. Tra i modelli a venire con inverter SiC ci sono la Lotus Eletre, la Maserati GranTurismo Folgore e MC20 Folgore, ma in pratica tutti i principali marchi hanno in corso degli accordi con le più grandi aziende di microelettronica per assicurarsi il prodotto in futuro: Mercedes e Jaguar Land Rover con Wolfspeed, BMW con Onsemi, Renault Nissan con STMicroelectronics, Toyota con Denso. 

Pruduzione a 2.500 gradi di temperatura

Un componente al carburo di silicio costa da tre a cinque volte di più di uno normale, perché il processo di produzione è molto più complesso: occorre una pressione enorme e una temperatura di 2.500 gradi Celsius, e una forte percentuale dei "wafer" deve essere scartata perché presenta difetti superficiali. Questi difetti, secondo i maggiori esperti, si ridurranno velocemente man mano che la produzione aumenta. Tesla però, fa una mossa a sorpresa: in una dichiarazione di pochi mesi fa del capo dei powetrain Colin Campbell viene annunciata l'intenzione di ridurre del 75% l'uso del carburo di silicio per tagliare i costi: 1000 dollari in meno per ogni esemplare in una futura piattaforma "low cost". In effetti questa tecnologia, così come la ricarica a 800V, sembra indirizzarsi verso i modelli di alto costo, anche se le previsioni di mercato dicono che nel 2035 diventerà così economica da diventare predominante in tutti i segmenti delle elettriche.