Nachlese PCIM Europe

GaN-on-Silicon klebt SiC an den Fersen

27. Mai 2014, 15:10 Uhr   |  Ralf Higgelke


Fortsetzung des Artikels von Teil 2 .

GaN-MOSFETs mit 600 V gehen in Serie

War Galliumnitrid noch vor zwei, drei Jahren ein vielversprechendes Material, mit dem sich offenbar vor allem Start-ups beschäftigten, hat sich dieses Bild inzwischen deutlich gewandelt. Verantwortlich dafür waren Anfang des Jahres vor allem die Ankündigungen von Panasonic und Transphorm, noch in diesem Jahr mit der Serienfertigung von GaN-on-Silicon-Leistungshalbleitern mit 600 V Sperrspannung zu beginnen. Während Transphorm seine Leistungshalbleiter auf den 8-Zoll-Wafern der Aizu-Wakamatsu Fab von Fujitsu Semiconductor produziert, werden die Bauteile von Panasonic auf 6-Zoll-Wafern im Werk Hokuriku vom Band laufen.

Und was macht GaN-Pionier International Rectifier? Sechs Jahre nach der ersten Präsentation der GaN-Plattform für Leistungshalbleiter auf der electronica 2008, wird das Unternehmen in den nächsten Monaten, nach den Worten seines CEOs Oleg Khaykin nun den nächsten großen Schritt tun. Nachdem IR bereits seit dem letzten Jahr Low-Voltage-GaN-Lösungen anbietet, die unter anderem von Samsung für Home-Entertainment-Lösungen eingesetzt werden, wird IR wohl noch vor der diesjährigen electronica 600-V-GaN-on-Silicon-MOSFETs auf den Markt bringen. Einen Vorstoß, den Khaykin so erläutert: »Sieben Jahre, nachdem wir einen Teil unseres Produktportfolios an Vishay verkauft haben, läuft die Vereinbarung, dass wir nicht im High-Voltage-MOSFET-Bereich aktiv sein dürfen aus. Da es aber wenig Sinn macht, als Soundsovielter Superjunction-MOSFET-Anbieter wieder in dieses Marktsegment einzusteigen, setzen wir stattdessen auf GaN-on-Silicon«. Aktuell sind nach seinen Worten über ein Dutzend Schlüsselkunden bereits damit beschäftigt, Applikationen sowohl mit Mid- als auch mit High-Power-GaN-on-Silicon-Lösungen von IR zu entwickeln. Beginnend auf 6-Zoll-Wafern wird IR die Fertigung der neuen Bausteine mit steigender Nachfrage auf 8 Zoll überführen.

Während IR das eigene Produktportfolio ausbaut, ergänzt Transphorm konsequent sein Patentportfolio. Als letztes erwarb das Startup dazu etwa knapp hundert einschlägige Patente von Furukawa Electric. »Dabei handelt es sich um sehr alte Patente, die sich sowohl auf Epi wie auf Devices beziehehen«, erläutert Dr. Mishra. »Damit verfügen wir nun über rund 650 Patente in diesem Bereich. In ihrer Mischung ergibt sich darauf für uns eine sehr komfortable Situation«. Zusammen mit seinem Mitgründer, Dr. Primit Parikh, den President von Transphorm, zeigt er sich überzeugt davon, dass GaN-on-Silicon nicht nur das Rennen gegen klassische siliziumbasierte Lösungen wie Superjunction-MOSFETs machen wird, sondern auch gegen SiC-Lösungen im 650-V-Bereich. »In diesem Bereich ist SiC schon heute nicht wettbewerbsfähig«, versichert er. »Und das könnte sich in Zukunft auch auf höhere Spannungen ausdehnen«.

Auf ausreichende eigene IP darf wohl Infineon Technologies setzen. »Wir beschäftigen uns auch intensiv mit GaN-basierten Leistungshalbleitern«, so Steffen Metzger, der für dieses Thema zuständige verantwortliche Manager bei Infineon. »Wie konzentrieren uns dabei aber nicht alleine auf Performance, sondern auf unsere selbstgesetzten, hohen Standards bezüglich Qualität, Zuverlässigkeit und Lieferfähigkeit. Sobald die Rahmenbedingungen dafür geeignet sind, werden wir den GaN-Markt mit einem breiten Produktportfolio aktiv mitgestalten«.

Sehr zuversichtlich, was das eigene Know-how in Sachen GaN-on-Silicon angeht, gibt man sich auch beim kanadischen Startup GaN Systems. »Unserer Meinung nach sind wir das erste Unternehmen mit einem solchen Angebot an GaN-Transistoren von 100 bis 650 V, die jetzt als Muster erhältlich sind und angefordert werden können«, verkündet Girvan Patterson, der President des Unternehmens. Die Kanadier haben sich nicht nur um die Weiterentwicklung ihrer speziellen »Island«-Technologie gekümmert, sondern auch thermisch sehr effiziente Gehäuse (GaNpx-Package) für ihre Transistoren entwickelt, die sich durch sehr geringe Induktivität auszeichnen.

GaAs als Material für Leistungshalbleiter

Dass es auch noch andere Lösungen wie SiC und GaN gibt, war auf der PCIM bei Clifton zu erfahren. Das Unternehmen verfügt über eine HV-GaAs-Technologie, die laut Cliftons CFO, Dr. Gerhard Bolenz, »gegenüber SiC und GaN niedrigere Produktionskosten und Preise erlaubt«. Erstes Produkt des Unternehmens ist eine 600-V/15-A-PIN-Diode. »Wir gehen davon aus, dass unsere Produkte etwa die Hälfte von GaN-Devices kosten werden«, versichert. Dr. Bolenz. »Unsere Technologie kann 100 A mit einem 1200-V-Chip handeln«, erläutert Dr. Volker Duded, der CTO des Unternehmens. »In SiC-Technologie würde das drei bis vier Chips erfordern«. Noch in diesem Jahr will das Unternehmen sehr schnelle Dioden mit bis zu 1700 V auf den Markt bringen, im nächsten Jahr soll dann ein 600-V-GaAs-Heterojunction-Bipolar-Schalter mit 600 V folgen, für 2016 kündigt Clifton ein Bauteil dieser Art mit 1200 V an.

Seite 3 von 3

1. GaN-on-Silicon klebt SiC an den Fersen
2. Wie lange hält Infineon noch am JFET fest?
3. GaN-MOSFETs mit 600 V gehen in Serie

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

Cree Europe GmbH, Cree Inc.