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Europäisches Forschungsprojekt PowerBase gestartet - CTR ist dabei

An Energiesparchips der Zukunft wird im Europäischen Forschungsprojekt PowerBase unter Leitung von Infineon Austria geforscht. PowerBase ist mit 39 Partner aus neun Ländern und 87 Millionen Volumen das bisher größte aus Österreich koordinierte Mikroelektronik-Forschungsprojekt in Europa.

Größtes aus Österreich koordiniertes europäisches Mikroelektronik-Forschungsprojekt gestartet. Von links: Dr. Andreas Wild (ECSEL), DI Dr. Sabine Herlitschka (Infineon), DI Herbert Pairitsch (Infineon)und LH Dr. Peter Kaiser ©Infineon/Höher

Im Mittelpunkt der Aktivitäten steht die Entwicklung der nächsten Generation von Energiesparchips (sogenannten "Leistungshalbleitern") auf Basis von neuen Materialien wie Galliumnitrid. Diese Halbleiter können Strom weitaus effizienter umwandeln als herkömmliche Chips aus Silizium. Umfassende Forschungstätigkeiten werden im Projekt PowerBase europaweit koordiniert, um diese neuen Halbleiter zu global wettbewerbsfähigen Kosten reif für die industrielle Massenfertigung zu machen. Das bis 2018 laufende Projekt wird Europa als Kompetenzstandort für die Entwicklung und Fertigung von innovativer Leistungselektronik stärken und weiter ausbauen.

Europäische Co-Finanzierung

Das Projekt PowerBase ist ein Private Public Partnership-Programm, in dem mit Investitionen von der Industrie, Förderungen aus einzelnen Ländern sowie der Unterstützung durch ECSEL (Electronic Components and Systems for European Leadership) Joint Undertaking die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Elektronikindustrie erhöht wird. PowerBase wird co-finanziert durch Förderungen aus Österreich (BMVIT), Belgien, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, der Slowakische Republik, Spanien, dem Vereinigten Königreich und dem ECSEL Joint Undertaking.

PowerBase ist auch ein wichtiger Impuls für Kärnten, um strategisch bedeutende Standortfaktoren im Hochtechnologiebereich weiter zu stärken. Die CTR bringt im Forschungsprojekt Expertise in den Bereichen Design, Modellierung und Simulation ein und leitet ein Forschungsteilprojekt in dem die unterschiedlichen Halbleitermaterialien getestet und bewertet werden. Expertise bringt die CTR auch in den ECSEL Projekten EPT300 sowie EPPL ein.

Neue Materialien für weniger Energieverlust

Leistungshalbleiter erfüllen eine Schlüsselfunktion bei der Energiewandlung in elektronischen Geräten - in Smartphones, Computern, in Servern, in der Beleuchtung bis hin zur Photovoltaik. Sie wandeln die Netzspannung aus der Steckdose im Ladegerät oder Netzteil auf die Erfordernisse des jeweiligen Geräts um. Die wichtigste Anforderung dabei ist es, die Energieverluste - meist in Form von Abwärme - bei der Umwandlung möglichst gering zu halten. Das Halbeitermaterial Galliumnitrid (GaN) ermöglicht durch höhere Durchbruchsfeldstärken und schnellere Schaltgeschwindigkeiten weitere Steigerungen der Effizienz. Derzeit gibt es weltweit noch keinen Massenmarkt für GaN-basierte Chips.

Kleinere und leichtere Netzteile

Die Energieverluste können zukünftig in Netzteilen mit Leistungshalbleiter der neuen Generation deutlich reduziert werden:  Bis zur Hälfte weniger Energie geht verloren. Allein für alle Laptops weltweit wird die Energieersparnis auf rund 1 Mrd. kWh pro Jahr geschätzt. Das entspricht einem Donaukraftwerk mit mittlerer Kapazität. Darüber hinaus ermöglichen die Energiesparchips der Zukunft eine weitere Miniaturisierung in der Anwendung. Ladegeräte und Netzteile werden dadurch deutlich kleiner und leichter. Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Laptop-Netzteil in der Größe einer Zündholzschachtel bzw. in einem handlichen Stecker verbaut.

Die Zielsetzungen von PowerBase

Zu den Forschungsschwerpunkten von PowerBase zählen intensive Material- und Zuverlässigkeitsforschung für verbesserte Qualität und Langlebigkeit von GaN-basierten Halbleitern. Darüber hinaus wird auch die Optimierung von klassischen Siliziummaterialien weiter ausgelotet. Geplant ist weiters der Aufbau von Pilotlinien für 200mm-Wafer zur Herstellung von GaN-basierten Leistungskomponenten in einem hochvolumigen industriellen Fertigungsumfeld. Die Forschungspartner decken die gesamte Wertschöpfungskette modernster Leistungshalbleiter-Produkte ab, einschließlich Trägermaterialien (Substrate), der Halbleiter-Entwicklung, der Weiterentwicklung in Logistik- und Automatisierungstechnik sowie Chip-Embedding- und Packaging-Lösungen.

 

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