Ausgabe 4 / 2012 - technik + EINKAUF

Bild: Semikron
Semikron bringt eine neue Variante des Hochleistungsumrichters SEMISTACK_RE auf
den Markt, der insbesondere bei Wind- und Solaranlagen eingesetzt wird.
Computern über Kommunikations- und
Haushaltsgeräte, industrielle und medizinische
Anlagen bis hin zu Automobilen,
der Luft- und Raumfahrt; außerdem in
der Energiegewinnung beispielsweise in
Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie
in der Energieverteilung über das
künftige Smart Grid.“
Entsprechend rosig sind die Marktaussichten
des gesamten Sektors: Den Leistungshalbleitern,
die im Vorjahr mit 16
Mrd Dollar Umsatz knapp sechs Prozent
des gesamten weltweiten Halbleitermarktes
ausmachten, wird von Ash Sharma,
Senior Research Director von IMS
Research, bis 2015 ein deutlich überproportionales
Wachstum von 50 % auf dann
24 Mrd Dollar vorausgesagt. Marktführer
in diesem Bereich ist Infineon klar vor
Toshiba, STMicroelectronics und Mitsubishi.
Für Helmut Gassel, Leiter des neuen
Infineon-Bereichs Industrial Power
Control, beruht das Wachstum auf ständigen
Innovationen: „Daher unser starkes
Engagement in der Waferfertigung in
Deutschland.“
Neuerdings stößt die seit Jahrzehnten
vorherrschende Siliziumtechnologie indessen
immer häufiger an ihre physikalischen
Leistungsgrenzen. Sie vermag zum
Beispiel die im Automobil erforderlichen
Leistungsdichten nicht mehr zu erreichen.
Aus diesem Grund wendet sich die
Fachwelt bei Aufgabenstellungen mit
sehr hohen Ansprüchen den so genannten
„Halbleitermaterialen mit großem
Bandabstand“ (Wide Band Gap, kurz
WBG) als Basismaterial zu, vor allem dem
Siliziumkarbid (SiC) und dem Galliumnitrid
(GaN). Darin steckt nachweisbar ein
hohes Potenzial, doch kann von einer
echten Revolution, trotz einer vielversprechend
besseren Performance, kaum
die Rede sein. Silizium wird noch anteil-
mäßig noch lange Zeit eindeutig dominieren,
die Anteile von WBG-Halbleiter
am gesamten Leistungselektronikmarkt
werden sich auf absehbare Zeit im unteren
einstelligen Bereich bewegen. Gleichwohl
werden in SiC-Technologie bereits
JFETs, N-Kanal-MOSFETs bis 1700 V, bipolare
Sperrschichttransistoren (BJTs)
und vor allem Power-Module bemustert;
starkes Wachstum ist hier vor allem bei
erneuerbaren Energien zu erwarten.
Extreme Aufgabenstellungen
auch für andere Halbleiter
Die Sprödigkeit des Materials beginnt
man in den Griff zu bekommen, und mit
dem Übergang von 4- auf 6-Zoll-Wafer
nähern sich auch die Kosten einem akzeptablen
Niveau. Bei GaN, das sich stärker
in der Elektronik ausbreiten wird,
besticht die höhere Schaltfrequenz, die
niedrigere Erholungsladung und die höhere
zulässige Sperrschichttemperatur,
die Einsparpotenziale von über 50 % gewährleisten
sollen. Bislang bringen mit
International Rectifier, EPC und Transphorm
erst drei GaN-Anbieter Produkte
auf dem Markt; ihre Zahl wird sich allerdings
voraussichtlich ab 2013 deutlich
erhöhen; bis 2019 soll der Umsatz von
derzeit 10 Mio auf über eine Mrd US-Dollar
geradezu explodieren.
Fazit
Leistungselektronik ist als Schlüsseltechnologie
der Zukunft die Grundlage für eine
erfolgreiche Energiewende und verbesserte
Energieeffizienz in allen Anwendungsbereichen.
Auf Leistungselektronik
spezialisierte Unternehmen, aber auch
Fachveranstaltungen wie die PCIM, stützen
die positiven Prognosen, die damit
klar über denen der allgemeinen Elektronik
liegen. Roland R. Ackermann
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technik+EINKAUF · 04 2012
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