Nachhaltigkeitsbericht von Navitas

4 kg Kohlendioxid pro GaN-IC sparen

11. Februar 2022, 15:05 Uhr | Ralf Higgelke
Navitas, Gallium Nitride, Sustainability
© Navitas

Bis zu 2,6 Gigatonnen CO2 pro Jahr oder die Emissionen von 650 Kohlekraftwerken könnten Leistungshalbleiter aus Galliumnitrid (GaN) einsparen. Zu diesem Ergebnis kommt der erste Nachhaltigkeitsbericht von Navitas, bei dem der gesamte Lebenszyklus der Produkte eingeflossen ist.

Einen Nachhaltigkeitsbericht, der die positiven Auswirkungen von GaN-Leistungshalbleitern für den Klimaschutz auf Basis globaler Standards umfassend quantifiziert, hat Navitas veröffentlicht. Der Bericht enthält eine Lebenszyklusbewertung (Life Cycle Assessment, LCA) der GaN-Technologie durch eine unabhängige Stelle gemäß ISO 14040/14044. Dieser internationale Standard bewertet die ökologischen Auswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts – von der Beschaffung des Rohmaterials über die Fertigung, die Nutzung, die Entsorgung und das Recycling bis hin zur Endlagerung. Der Bericht von Navitas quantifiziert auch die Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen von Unternehmen im Rahmen von Bewertungen durch unabhängige Dritte.

»Unser Ziel ist es, der führende Anbieter von Leistungshalbleitern der nächsten Generation zu werden und dazu beizutragen, die Emissionen fossiler Brennstoffe zu reduzieren«, erklärte Gene Sheridan, CEO und Gründungsmitglied von Navitas. »Mit unseren Technologien können unsere Kunden ihre eigenen CO2-Emissionsziele leichter erreichen, indem sie den Bedarf an Energie und Rohstoffen für ihre Produkte im Endeffekt reduzieren.«

Metallisches Gallium fällt als Nebenprodukt beim Schmelzen von Aluminium an, und Stickstoff ist in unserer Atmosphäre reichlich vorhanden, sodass Galliumnitrid nur einen minimalen materialbedingten CO2-Fußabdruck aufweist, leicht zu beschaffen und kostengünstig ist. Außerdem ist Galliumnitrid ungiftig und enthält keine Konfliktmineralien. Zudem lassen sich GaN-Leistungsbauelemente mit herkömmlichen, bewährten und verfügbaren CMOS-Prozessanlagen (Strukturbreite 350 nm) herstellen. Daher lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Leistungshalbleitern drei- bis fünfmal so viele GaN-Bauteile mit demselben Equipment fertigen.

Da GaN-Leistungs-ICs von Navitas viel kleiner als Chips aus Silizium sind, ist ihr CO2-Fußabdruck bei der Fertigung und dem Versand vier- bis zehnmal geringer. Außerdem sind Anwendungen mit GaN-Leistungs-ICs im Allgemeinen kleiner, leichter und benötigen daher nach Firmenangaben weniger Material und Energie bei Fertigung, Versand und Betrieb als siliziumbasierte Systeme. Ein GaN-basierter Laptop-Adapter mit 65 W ist beispielsweise um bis zu 30 Prozent kleiner – mit einem Nettonutzen von über 4 kg CO2-Einsparung pro GaN-IC.

In Rechenzentren kann GaN durch den höheren Wirkungsgrad über 10 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr einsparen. Betrachtet man GaN für EV-Anwendungen wie On-Board-Ladegeräte, DC-DC-Wandler und Fahrantriebe, so wird geschätzt, dass eine Umstellung von Silizium auf GaN den weltweiten Übergang von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu Elektrofahrzeugen um drei Jahre beschleunigen und die Gesamtemissionen des Straßenverkehrs um 20 Prozent pro Jahr reduzieren könnte. In dem Bericht wird auch erläutert, wie GaN-ICs die Kosten pro Watt für die Energiewandlung und -speicherung in Solarenergieanwendungen senken und damit die Kosten um bis zu 25 Prozent senken können, was die Amortisierungsdauer verkürzt und die Einführung beschleunigt.  

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