Leistungshalbleiter: Europa forscht

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Vor drei Jahren fiel der Startschuss für eines der bedeutendsten europäischen Forschungsprojekte zum Thema Energieeffizienz. Jetzt Ende Mai findet es seinen Abschluss mit Ergebnissen, die nicht unerhebliche Auswirkungen auf wichtige Gebiete der Industrie und des täglichen Lebens haben könnten.

Leistungselektronik taucht im Gegensatz zu manchen ihrer elektronischen Verwandten nur selten in Headlines von Magazinen oder Tageszeitungen auf. Zu Unrecht, ist sie doch der Schlüssel für viele Innovationen. So verlangen neben den Benzinern besonders Hybride und „Vollelektrische“ ihren massiven Einsatz für Elektromotoren, Batteriemanagementsysteme oder Ladeinfrastruktur. Aber auch in der Industrie, in den Energietechnologien sowie in der Beleuchtungs- und Medizintechnik garantiert sie eine effiziente Nutzung elektrischer Energie.

So sorgt sie zum Beispiel dafür, dass möglichst viel der Wind- und Sonnenenergie im Stromnetz ankommt, wo sie beinahe verlustfrei über Tausende von Kilometern zum Verbraucher gelangt. Dort wiederum senkt sie den Stromverbrauch in elektronischen Geräten, Maschinen, Elektromobilen und Fertigungsanlagen.

Damit die leistungselektronischen Wandler noch kleiner, energieeffizienter und in hohen Stückzahlen gefertigt werden können, braucht es neue Gehäuse- und Chip-Integrationstechnologien (More-than-Moore-Ansatz) für die Leistungshalbleiter.

Das europäische eRamp-Projekt (Excellence in Speed and Reliability for More than Moore Technologies) vereinte dazu drei Jahre lang europaweit 26 Partner unter der Führung von Infineon Technologies. Im Mittelpunkt standen die schnellere Einführung neuer Fertigungstechniken sowie Gehäusetechnologien für Energiespar-Chips. eRamp deckt dabei die gesamte Energie-Wertschöpfungskette ab, von der Erzeugung und Übertragung bis hin zum Verbrauch.

Leistungshalbleiter unter Beobachtung

Um die Forschungsergebnisse direkt in der Fertigungsumgebung auf ihre Praxistauglichkeit zu untersuchen, nutzten die Forschungspartner bestehende Pilotlinien und Fertigungs-Know-how an mehreren Standorten:

  • Dresden und Villach/Österreich: Leistungshalbleiter auf Basis von 300-mm-Wafern bei Infineon
  • Regensburg: Gehäusetechnologie für Leistungshalbleiter bei Infineon
  • Reutlingen: Leistungshalbleiter, Smart Power und Sensoren auf Basis von 200-mm-Wafern bei Bosch
  • Unterpremstätten bei Graz/Österreich: 3D/TSV-Pilotlinie bei ams

Zur Bewertung der neuen Gehäusetechnologie „Chip-Embedding“ entwickelten Infineon, Osram und Siemens gemeinsam Testaufbauten und Demonstratoren.

Europas „elektronische“ Schlüsselprojekte

Das Projekt „eRamp“ soll Europa als Kompetenzstandort für Leistungselektronik stärken. Unterstützung kam in der Hauptsache von der europäischen Förderinitiative ENIAC Joint Undertaking sowie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in Deutschland. eRamp ist Teil einer europäischen Forschungsserie zur Entwicklung von Leistungselektronik auf Basis von 300-mm-Wafern. Dazu gehören auch die Projekte EPT300, EPPL und PowerBase.

 

 

 

Gehäusetechnologie für Leistungshalbleiter (Bild: Infineon)

Moderne Leistungshalbleiter verlangen nach entsprechend innovativen Gehäusetechnologien. (Bild: Infineon).