Einen spektakulären Technologiesprung meldet Infineon: Die weltweit erste 300-mm-Galliumnitrid (GaN)-Wafer-Technologie für Leistungselektronik wurde vom deutschen Halbleiterkonzern entwickelt. Damit sei Infineon das erste Unternehmen weltweit, das „die bahnbrechende Technologie in einer bestehenden, skalierbaren Hochvolumenfertigung beherrscht“, teilt Infineon am Mittwoch mit.
Der Durchbruch werde dazu beitragen, den Markt für GaN-basierte Leistungshalbleiter deutlich voranzutreiben, ist man überzeugt. Gelungen ist Infineon dieser „Meilenstein“ in der Power-Fab in Villach. 300-Millimeter-GaN-Wafer werden auf einer integrierten Pilotlinie in der bestehenden 300-Millimeter-Siliziumproduktion hergestellt. Das Unternehmen nutzt dabei seine Kompetenz in der 300-Millimeter-Silizium- und 200-Millimeter-GaN-Produktion.
Im Gespräch mit der Kleinen Zeitung vergleicht der Produktionsvorstand von Infineon Austria, Thomas Reisinger, den nunmehr erzielten Durchbruch mit jenem aus dem Jahr 2011, als es in Villach gelungen ist, die ersten 300-mm-Dünnwaferscheiben zu erzeugen, die nunmehr in großem Maßstab in der neuen Fabrik erzeugt werden.
Produktion weiter ausbauen
Infineon will nun die GaN-Kapazitäten entsprechend den Marktbedürfnissen weiter ausbauen. Die 300-Millimeter-GaN-Fertigung werde Infineon in die Lage versetzen, den wachsenden GaN-Markt zu „prägen“, dieser werde bis zum Ende des Jahrzehnts mehrere Milliarden Euro erreichen , so die Schätzung. „Der herausragende technologische Erfolg unterstreiche die Position von Infineon als weltweit führendes Halbleiterunternehmen im Bereich der Power-Systeme und des Internets der Dinge (IoT)“, so Infineon weiter. Die ersten 300-Millimeter-GaN-Wafer werde Infineon auf der Branchenmesse electronica im November 2024 in München der Öffentlichkeit vorstellen.
Deutlich fortschrittlicher und effizienter
Die Chip-Produktion auf 300-Millimeter-Wafern ist technologisch fortschrittlicher und deutlich effizienter als auf 200-Millimeter-Wafern, da der größere Wafer-Durchmesser die 2,3-fache Menge an Chips pro Wafer ermöglicht. Leistungshalbleiter auf GaN-Basis fänden zügige Verbreitung in den Bereichen Industrie, Automotive sowie Konsumenten-, Rechen- und Kommunikationsanwendungen. Beispiele sind Stromversorgungen für KI-Systeme, Solarwechselrichter, Ladegeräte und Adapter sowie Motorsteuerungssysteme. Modernste GaN-Fertigungsverfahren verbessern die Leistung der Bauelemente; das ermögliche eine höhere Effizienz, geringere Größe und Gewicht sowie niedrigere Gesamtkosten von Anwendungen der Endkunden.
„Technologischer Durchbruch“
Die 300-Millimeter-Fertigung sichere Kunden darüber hinaus Versorgungsstabilität durch Skalierbarkeit. „Dieser bemerkenswerte Erfolg ist das Ergebnis unserer Innovationskraft und der engagierten Arbeit unseres globalen Teams und unterstreicht unsere Position als Innovationsführer in den Bereichen GaN und Power-Systemen“, sagt Jochen Hanebeck, Vorstandsvorsitzender der Infineon Technologies AG. „Dieser technologische Durchbruch wird die Branche verändern und uns helfen, das volle Potenzial von Galliumnitrid zu erschließen.“ Man beweise erneut, entschlossen eine führende Rolle im schnell wachsenden GaN-Markt einzunehmen. Infineon beherrsche als führender Anbieter von Power-Systemen alle drei relevanten Materialien: Silizium, Siliziumkarbid und Galliumnitrid.
Auf bestehenden Anlagen
Ein wesentlicher Vorteil der 300-Millimeter-GaN-Technologie besteht darin, dass sie bestehende 300-Millimeter-Fertigungsanlagen für Silizium nutzt, da sich Galliumnitrid und Silizium in den Fertigungsprozessen sehr ähnlich sind. Die bestehenden 300-Millimeter-Silizium-Produktionslinien von Infineon seien ideal, um eine zuverlässige GaN-Technologie auf den Weg zu bringen sowie eine beschleunigte Einführung und einen effizienten Kapitaleinsatz zu ermöglichen.
Kostenmäßiges „Gleichziehen“
Eine vollständig skalierte 300-Millimeter-GaN-Produktion soll dazu beitragen, dass die Kosten von GaN mit denen von Silizium gleichziehen – was Kostengleichheit für vergleichbare Si- und GaN-Produkte bedeutet. Die 300-Millimeter-GaN-Technologie sei ein weiterer „Meilenstein“ in der strategischen Innovationsführerschaft von Infineon und unterstützt das Ziel der Dekarbonisierung und Digitalisierung.
Der Siliziummarkt werde zwar weiterwachsen, ist Reisinger überzeugt, die „neuen“ Materialien Galliumnitrid und Siliziumkarbid würden aber einen Teil des Kuchens „wegnehmen“. Sie ermöglichten mehr Effizienz im Energieverbrauch und kleinere Baugrößen. Der Schritt von 200 auf 300-mm-Scheiben biete immense Effizienz- und Kostenvorteile. Die Expertise des Kärntner Werks sei dabei von großer Bedeutung: Als Kompetenzzentrum für Leistungselektronik und Kompetenzzentrum für neue Materiale.
