Leistungselektronik Konsortium will europäische Lieferkette für Siliziumkarbid aufbauen

Von Sebastian Hofmann

Europa führend machen bei Technologien auf Basis von Siliziumkarbid – das ist das Ziel eines neuen internationalen Verbunds aus Forschung und Wirtschaft.

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Sichtprüfung der Siliziumkarbid-Halbleiter während der Produktion in der Waferfab von Bosch.
Sichtprüfung der Siliziumkarbid-Halbleiter während der Produktion in der Waferfab von Bosch.
(Bild: Bosch)

Unter dem Projektnamen „Transform“ (steht für: Trusted European SiC Value Chain for a greener Economy) haben sich 34 Universitäten, Betriebe und Forschungseinrichtungen aus sieben europäischen Staaten zusammengeschlossen. Die Leitung als Konsortialführer übernimmt der Industrietechnikanbieter Robert Bosch. Gemeinsam wollen die Projektpartner eine resiliente europäische Lieferkette für Siliziumkarbid schaffen – angefangen bei den Ausgangsmaterialien und Wafern bis hin zu Leistungshalbleitern und der kompletten Leistungselektronik.

Eine stark steigende Nachfrage nach Siliziumkarbid-basierten Technologien gibt es insbesondere für energieintensive Anwendungen, beispielsweise für den Antrieb von Elektrofahrzeugen, Ladestationen oder die Stromversorgung. Im Rahmen von Transform sollen deshalb neue Prozesse und Verfahren für die Herstellung von Siliziumkarbid-Technologien entwickelt werden – ebenso geht es darum, die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen zur Produktion von Substraten und Wafern sicherzustellen.

Einsatz von Siliziumkarbid-basierten Halbleitern

Das Herz zahlreicher elektronischer Systeme ist die Leistungselektronik. Sie steuert Schaltvorgänge und sorgt dafür, dass die Energie möglichst effizient genutzt wird. Sogenannte Leistungshalbleiter stellen sicher, dass die Leistungselektronik energieeffizient arbeitet. Traditionell werden diese aus hochreinem Silizium hergestellt – Chips aus Siliziumkarbid allerdings:

  • haben eine bessere Leitfähigkeit,
  • ermöglichen schnellere Schaltvorgänge,
  • sorgen dafür, dass deutlich weniger Energie in Form von Wärme verloren geht,
  • lassen sich auch bei deutlich höheren Temperaturen betreiben und
  • können durch die höhere Feldstärke von Siliziumkarbid kleiner dimensioniert werden.

Abhängig vom Einsatzgebiet erwarten Experten so eine Energieeinsparung von bis zu 30 % im Vergleich zu herkömmlichen Chips.

Gefördert wird das Projekt von der Europäischen Union mit einem Budget von knapp 90 Mio. Euro. Zu den Partnerunternehmen gehören unter anderem Aixtron, Danfoss, Valeo-Siemens Automotive und Semikron – ebenso wie weitere Schlüsselakteure der Siliziumkarbid-Wertschöpfungskette aus Deutschland, Frankreich, Italien, Österreich, Schweden, Spanien und der Tschechischen Republik.

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