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Halbleiter Infineon meldet Erfolg bei Galliumnitrid-Chips

Thomas Günnel 2 min Lesedauer

Infineon hat einen größeren Wafer entwickelt für die Produktion von Galliumnitrid-Halbleitern. So sollen vor allem die Kosten für die Bauteile sinken.

Infineon hat den ersten 300-mm-Galliumnitrid-Wafer vorgestellt.(Bild: Infineon)
Infineon hat den ersten 300-mm-Galliumnitrid-Wafer vorgestellt.
(Bild: Infineon)

Infineon hat nach Unternehmensangaben den weltweit ersten 300-mm-Galliumnitrid-Wafer für Leistungselektronik entwickelt. Der wichtigste Vorteil: Die Chip-Produktion auf 300-Millimeter-Wafern ist effizienter als auf 200-Millimeter-Wafern. Der simple Grund: Der größere Wafer kann die 2,3-fache Menge Chips enthalten.

Außerdem ähneln sich Galliumnitrid und Silizium mit Blick auf Fertigungsprozesse. Infineon kann die neuen Wafer mit wenigen Umbauten auf bestehenden Anlagen fertigen. Die vollständig skalierte 300-Millimeter-GaN-Produktion soll die Kosten von vergleichbaren Produkten mit Gallium und Silizium angleichen.

Galliumnitrit-Halbleiter in Ladegeräten und Industrie und Autos

Leistungshalbleiter auf Galliumnitrid-Basis, GaN, werden eingesetzt zum Beispiel in Onboard-Ladegeräten, Motorsteuerungen, Stromversorgungen für KI-Systeme oder Solarwechselrichtern. Das Material hat einige Vorteile gegenüber dem aktuell meist verwendeten Silizium.

Galliumnitrid-Elemente haben geringere Leistungs- und Schaltverluste und geben weniger Wärme ab. Zudem ist die Leistungsdichte zum Beispiel von Wandlern mit Galliummitrid deutlich höher. Als Resultat können Ladegeräte mit dem Material kleiner dimensioniert sein, Computer in Rechenzentren könnten mit weniger Kühlung auskommen.

Die ersten Wafer will Infineon auf der Fachmesse Electronica im November 2024 in München vorstellen. GaN-Halbleiter fertigt Infineon bereits – bislang jedoch mit einem Durchmesser von maximal 200 Millimetern.

„Vier Elefanten auf einer Ein-Cent-Münze“

Die neue Entwicklung war laut Infineon-Chef Jochen Hanebeck nicht einfach. „Das Galliumnitrid wächst auf einer klassischen Silizium-Scheibe. Die Schwierigkeit ist, dass die beiden Materialien von ihrer Kristallstruktur her eigentlich nicht zueinanderpassen – und je größer die Scheibe ist, desto höher wird die Spannung“, sagte er gegenüber der Deutschen Presse-Agentur. „Bei einem 300 Millimeter-Wafer entspricht das vier Elefanten auf einer Ein-Cent-Münze.“

Den 300-Millimeter-GaN-Wafer hat Infineon auf einer Pilotlinie in der bestehenden 300-Millimeter-Siliziumproduktion im österreichischen Villach hergestellt. Jetzt will der Chiphersteller die Kapazitäten am Standort „entsprechend den Marktbedürfnissen“ ausbauen. Infineon schätzt den GaN-Markt bis zum Ende des Jahrzehnts auf ein Volumen von mehreren Milliarden US-Dollar.

Über 800 Millionen Euro für 200 Beschäftigte

Im Oktober 2023 hatte Infineon das Unternehmen „GaN Systems“ übernommen. Das kanadische Unternehmen fertigt GaN-basierte Produkte für das Wandeln von Energie. Hanebeck bescheinigte dem Unternehmen damals unter anderem unübertroffene F&E-Ressourcen und umfassendes Applikations-Verständnis.

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