Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bis zu 50 Prozent weniger Energieverluste – Fraunhofer IWM forscht an neuen Leistungshalbleitern

14.07.2015

Halbleiter auf Galliumnitrid-Basis können die Energiesparchips der Zukunft werden. Sie wandeln Strom deutlich effizienter um als herkömmliche Chips aus Silizium. Das bietet enorme Potenziale für Smartphones, Laptops, Solarmodule und viele andere Anwendungen. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Halle trägt im nun gestarteten europäischen ECSEL-Forschungsprojekt PowerBase dazu bei, diese Zukunftstechnologie zur Marktreife zu führen.

Insgesamt 39 Partner sind im europäischen Forschungsprojekt PowerBase beteiligt, darunter die Fraunhofer-Gesellschaft mit drei Instituten: das Fraunhofer IWM in Halle, das Fraunhofer-Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM in Freiberg und die Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT in München.


Wafer aus Galliumnitrid sollen bis 2018 in der Villacher Pilotanlage des Projekts PowerBase produziert werden.

© Infineon Austria

Das Finanzvolumen beträgt 87 Millionen Euro, die Federführung hat Infineon Technologies, einer der größten Halbleiterhersteller Europas. Ziel des bis 2018 laufenden Projekts ist der Aufbau von Pilotanlagen in Regensburg und Villach/Österreich, um Galliumnitrid-Halbleiterbauelemente im industriellen Maßstab und zu global wettbewerbsfähigen Kosten produzieren zu können.

Das Vorhaben gehört zu den ersten ECSEL-Projekten, mit denen die europäische Industrie, die EU und die beteiligten Mitgliedsländer den Weltmarktanteil der europäischen Mikroelektronik bis 2024 erheblich steigern möchten.

Leistungshalbleiter wandeln elektrische Energie, zum Beispiel die Netzspannung aus der Steckdose, im Ladegerät oder im Netzteil auf die Erfordernisse des jeweiligen Geräts um. Mit Galliumnitrid (GaN) als Halbleitermaterial sind höhere Durchbruchsfeldstärken und schnellere Schaltgeschwindigkeiten möglich als mit Silizium.

Die Energieverluste, die meist in Form von Abwärme anfallen, werden so um bis zu 50 Prozent reduziert. Die höhere Leistungsfähigkeit ermöglicht es zudem, Bauteile wie Netzteile und Ladegeräte noch kleiner werden zu lassen. Auch für Beleuchtung und Photovoltaik bietet das Material vielversprechende Möglichkeiten.

Bei der Entwicklung dieser energieeffizienten Halbleitertechnologie zur industriellen Marktreife bringt das Fraunhofer IWM in Halle vor allem seine Expertise in der Diagnostik ein. »Galliumnitrid bietet enorme Potenziale für die Leistungselektronik. Es sind aber noch viele Aufgaben zu lösen, um diese innovativen Halbleiterbauelemente zukünftig im industriellen Maßstab mit der nötigen Qualität und Langlebigkeit produzieren zu können«, sagt Matthias Petzold, Leiter des Fraunhofer-Centers für Angewandte Mikrostrukturdiagnostik CAM, das zum Fraunhofer IWM gehört.

»Wir freuen uns, gemeinsam mit Infineon und weiteren hochkarätigen europäischen Partnern im Projekt PowerBase an dieser Aufgabe mitzuarbeiten. Mit unserer Erfahrung und Kompetenz in der Material- und Zuverlässigkeitsforschung können wir wichtige Erkenntnisse beisteuern, sowohl für die Prozessierung der Galliumnitrid- Halbleiterwafer als auch für den nachfolgenden Aufbau von Bauelementen im Packaging.«

Die Finanzierung von PowerBase erfolgt vor allem über Investitionen aus der Industrie, durch das ECSEL-Programm der EU sowie durch eine nationale Co-Förderung in Österreich, Belgien, Deutschland, Italien, Norwegen, Spanien, der Slowakei, Großbritannien und den Niederlanden. ECSEL steht dabei für »Electronic Components and Systems for European Leadership« und ist als Private-Public-Partnership-Programm ein wichtiger Baustein der Initiative »Europa 2020« der EU-Kommission.

Die Bundesregierung sieht in der europäischen Zusammenarbeit innerhalb der ECSEL-Projekte ein wichtiges Instrument, um die starken Kompetenzen in der Mikroelektronik in Deutschland im Rahmen ihrer Hightech-Strategie weiter auszubauen und fördert das Vorhaben aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Zusätzlich engagiert sich auch der Freistaat Sachsen.

Clemens Homann | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Agrophotovoltaik goes global: von Chile bis Vietnam
20.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht ISFH Vorreiter bei der Kalibrierung von Strahlungssensoren
20.06.2018 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Breitbandservices von DNS:NET erweitert

20.06.2018 | Unternehmensmeldung

Mit Parasiten infizierte Stichlinge beeinflussen Verhalten gesunder Artgenossen

20.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics