EPC kündigt die 8. GaN-Generation an
Dr. Alex Lidow: »Silizium hat große Schwierigkeiten mitzuhalten«
Dr. Alex Lidow, CEO von EPC, ist überzeugt, dass das Marktpotenzial für GaN bei mehreren 10 Milliarden Dollar liegt. Hypes wie KI-Rechenzentren, humanoide Roboter, Drohnen und ähnliche neue Anwendungen sollten nach seiner Ansicht vor allem mit GaN realisiert werden.
Dazu schmiedet er Allianzen und plant Produktionserweiterungen.
Markt&Technik: Dr. Lidow, Sie haben zu Jahresbeginn, EPC2366 eGaN, das erste Produkt Ihrer 7. Generation vorgestellt. Was unterscheidet ihn, abgesehen von einem RSD(on) von 0,84 Milliohm und einer herausragenden Figure of Merit, vom Wettbewerb? Er soll eine dreifach bessere Performance als MOSFETs liefern, was bedeutet das für die Anwender?
Dr. Alex Lidow: Anwendern ist es völlig egal, bei welcher Generation wir sind, sie setzen den Baustein einfach ein. Mit dem EPC2366 eGaN haben wir zum ersten Mal einen GaN-Baustein vorgestellt, der in jeder einzelnen Eigenschaft deutlich besser war als ein Si-Pendant. Damit ist der Vorsprung von GaN jetzt so groß, dass Anwender wirklich motiviert sind, auf GaN umzusteigen.
Inzwischen haben Sie die Bausteine EPC2378 und EPC2370 nachgelegt. Worin liegen deren Vorteile?
Diese Bauteile können jeweils MOSFETs mit höherer Spannung ersetzen. Konkret kann der 25-V-Baustein EPC2378 einen 30-V-MOSFET ersetzen und der 18-V-Baustein EPC2370 einen 25-V-MOSFET. Warum können sie das? Ein Si-MOSFET gerät bereits knapp oberhalb seiner Nennspannung in den Avalanche-Betrieb. Dagegen kann GaN kurzzeitige Überspannungen deutlich besser wegstecken. Das spricht für den Einsatz von GaN.
Wenn da der höhere Preis nicht wäre. Um wieviel liegen Sie heute mit der 7. Generation über dem Preisniveau von Si-MOSFETs mit ähnlichen Spannungswerten?
Wir positionieren unsere Produkte der 7. Generation etwa 25 Prozent über den Preisen herkömmlicher MOSFETs. Wir sind der Ansicht, dass dieser Preis angesichts der deutlich höheren Leistung gerechtfertigt ist. Und man muss natürlich sagen, dass unsere Forschungs- und Entwicklungskosten deutlich über denen klassischer MOSFET-Hersteller liegen. Unsere großen Entwicklungsanstrengungen ermöglichen es uns, bereits Ende dieses Jahres die 8. Generation unserer GaN-Bauteile auf den Markt zu bringen.
Ein anderes Thema: Sie kooperieren seit Februar mit Renesas. Warum? Renesas hatte bereits eigene GaN-Aktivitäten? Zudem betrifft die Kooperation nicht alle Ihre GaN-Leistungshalbleiter. Wann werden die Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen, um Renesas als Second Source nutzen zu können?
Renesas verfügt über Hochvolt-GaN, eine Technologie, die das Unternehmen mit der Übernahme von Transphorm erworben hat. Was sie nicht haben, ist Niedervolt-GaN, damit wollen sie ihr Portfolio vervollständigen. Für uns ist die Kooperation ein großes Glück. Zum einen ist der japanische Markt von außen für ein kleines Unternehmen schwer zugänglich, zum anderen arbeiten Kunden bevorzugt mit großen Unternehmen zusammen, vor allem mit japanischen. Darüber hinaus ist Renesas stark im Automotive- und Computer-Bereich. Wir verschaffen uns damit Zugang zu Marktsegmenten, die wir allein nur schwer erreichen können.
Aber Sie haben nur einen Teil Ihres Produktspektrums lizensiert?
Ja, wir haben beispielsweise unsere Rad-Hard-Produkte nicht lizensiert, weil das rechtlich gar nicht möglich gewesen wäre. Auch die Produkte der 7. Generation haben wir nicht lizenziert, weil sie sich da noch in der Entwicklung befanden. Das wird in Zukunft folgen. Momentan konzentriert sich die Kooperation auf die Produktlinien der 5. und 6. Generation, die wir in die Fertigung von Renesas übertragen. Renesas wird nach dem Hochlaufen der Produktion auch damit beginnen, eigene Produkte basierend auf unserer Technologie zu entwickeln. Renesas wird die Produkte auf 8-Zoll-Wafern produzieren, und wir können eine namhafte Second Source vorweisen.
Der andere große Name der letzten Wochen war Microchip. Sie wollen zusammen ultrakompakte Power Designs realisieren. Ist das eine exklusive Zusammenarbeit? Oder werden da noch andere Kooperationspartner kommen? Was macht Microchip für Sie so besonders?
Wir verwenden Mikrocontroller von Mikrochip schon seit vielen Jahren in unseren Referenzdesigns. Die Mikrocontroller sind gut und sehr flexibel, und wir haben gelernt, sie sehr effizient zu programmieren. Mikrochip hat uns dabei unter anderem mit Software, Bibliotheken und Routinen für Motorsteuerungen und Stromversorgungen unterstützt. Das Problem ist aber: Die Leistungsfähigkeit von GaN entwickelt sich schneller als die von Mikrocontrollern. Aus diesem Grund müssen wir beide gemeinsam daran arbeiten, dass die Controller mit der Entwicklung von GaN Schritt halten. Dabei beschäftigen wir uns bereits mit der nächsten Controller-Generation. Denken Sie beispielsweise an die ISOP-Topologien. Die stellen völlig andere Anforderungen als beispielsweise ein Motorantrieb. Da wir davon ausgehen, dass sich diese mehrstufigen ISOP-Topologien stark verbreiten werden, gibt es viele Möglichkeiten, die Mikrocontroller dafür zu optimieren.
Eine Frage zu Ihren Fertigungsstätten: Bei Vanguard produzieren Sie auf 200 mm. Auch Renesas fertigt auf 200-mm-Wafern. In Ihren Werken in Taiwan und Thailand produzieren Sie auf 150-mm-Wafern. Vor einem Jahr sagten Sie, ihr drittes Werk werde unter den aktuellen Umständen wohl in den USA errichtet. Hat sich das konkretisiert?
Derzeit steht vor allem eines fest: Diese Fab wird nicht in China und nicht in Taiwan entstehen. Mehr kann und will ich dazu jetzt noch nicht verraten. Ich gehe davon aus, dass ich gegen Jahresende mehr dazu sagen kann.
Ihr Credo lautet: Niederspannungs-GaN für Hochspannungsanwendungen in Multilevel-Technologie. Sie meinten, wenn Firmen mal 500 Millionen Dollar mit GaN machen, würden sie anfangen, eigene Fabs für die GaN-Produktion zu bauen. Wie weit sind wir davon heute noch entfernt?
Ich würde nicht bauen sagen, sondern von einer dedizierten Fab sprechen. Ich denke in zwei, drei Jahren werden Firmen bei GaN auf die Umsatzgröße von rund 500 Millionen US-Dollar kommen, und dann lässt sich so eine dedizierte Fab wirtschaftlich rechtfertigen. Dazu brauche ich also zuerst ein ausreichend großes Auftragsvolumen. Wird der gesamte Fertigungsprozess gezielt auf GaN optimiert, ergeben sich zusätzliche Kostensenkungen. GaN-Bauteile herzustellen, ist vom Prozess her nicht so komplex wie bei einen MOSFET. Die einzige spezielle Anlage, die man in der Fertigungslinie braucht, ist die für das Aufwachsen der ersten Epitaxie-Schicht.
Auf Ihrer Homepage ist eine GaN Wine Lounge zu finden. Was hat man sich darunter konkret vorzustellen, und warum haben Sie diese Form der Ansprache gewählt?
Unser Ziel ist es, Kunden damit eine Stimme zu geben und zu zeigen, was wir mit ihnen alles realisieren. Und das eben nicht in einem technischen Format, in dem jemand technische Daten von einem Blatt abliest. Wir möchten auf diesem Wege eine breitere Community für GaN aufbauen. GaN hat das Potenzial für einen Markt von mehreren 10 Milliarden Dollar. Aktuell stehen wir bei einigen Hundert Millionen Dollar. Wir haben darum nach einem Weg gesucht, niederschwellig an Menschen heranzutreten, die bisher nichts oder nur am Rande mit GaN zu tun hatten und auf diesem Wege angeregt werden, sich intensiver damit zu beschäftigen.
GaN scheint das ideale Leistungshalbleitermaterial zu sein, um die 40 bis 80 Motoren in humanoiden Robotern anzusteuern. Wie hoch ist der Wert von GaN, der heute in humanoiden Robotern zum Einsatz kommt?
Wenn in einem Roboter etwa GaN für 300 Dollar eingesetzt wird, dann ist das für uns ein guter Hype. Aber wir sprechen hier noch über Roboter, die programmierte Abläufe wiedergeben. Was humanoide Roboter bisher nicht können, ist herauszufinden, was Aufforderungen wie „hol mir bitte ein halbvolles Glas Wasser“, oder „räum den Raum auf“ bedeuten und was sie dann tun müssen. Aber das ist das Ziel aller, die derzeit an humanoiden Haushaltsrobotern arbeiten. Dabei spielen extrem kleine leistungsfähige Elektromotoren eine entscheidende Rolle. Und da kommen wir mit unseren GaN-Bausteinen und speziell für diese Applikation entwickelten ICs ins Spiel. Wenn es den Firmen wie Tesla, 1X oder Agility Robotics gelingt, das Gehirn ihrer Roboter mit ihrer Motorik zu verbinden und dann Anweisungen wirklich in konkrete Bewegungen umgesetzt werden können, kommen wir dem Thema KI nahe. Ich denke, in den entwickelten Ländern würde fast jeder so einen Humanoiden für 25.000 Dollar oder Euro kaufen.
Nächster Megatrend: KI-Rechenzentren. Wie wichtig könnte GaN hier bei der Umstellung auf 800-VDC-Architekturen sein, und wird es die Aufgabe von GaN sein, hier von 800 VDC in 12,5 VDC zu wandeln?
Wenn ich die Primärseite betrachte, kann ich die Wandlung von 800 V zweistufig mit SiC in einer ISOP-Konfiguration durchführen, auch mit 650-V-GaN ist eine zweistufige Wandlung in einer ISOP-Konfiguration möglich. Wenn ich das mit 50-V-GaN-Bausteinen in einer ISOP-Konfiguration machen will, besteht die Lösung aus acht Stufen. Ich würde sagen, es ist noch offen, wer sich hier durchsetzt. Sobald die Spannungen jedoch bei 50, 12 oder 6 V angekommen sind, ist die Situation klar, dann gehört das Feld GaN. Denken Sie aber auch daran: Bei 800 V fließen auf einem Serverboard etwa 6 A. Bei den leistungsfähigsten mögen es auch 15 A sein. Erreichen wir aber den Point of Load sprechen wir über 4000, 10.000 oder 12.000 A – genau dort spielt dann GaN seine Stärken aus.
Wir wissen, Sie haben kein Interesse daran, bidirektionale GaN-Schalter mit 650/750 V anzubieten. Was halten Sie davon, dass solche Schalter auf der PCIM jetzt auch in SiC vorgestellt wurden?
Ich halte das für hervorragende Bauteile, die viele Probleme lösen, bei denen heute zwei antiparallel geschaltete Bauteile nötig sind. Ich finde die Funktionalität wirklich hervorragend! Wir werden sehen, welche Technologie sich durchsetzt. Erweist sich das SiC-Konzept hier als erfolgreich, werden andere Unternehmen folgen.
Es liegen noch zweieinhalb Jahre Trump vor uns. Kann er die Weltwirtschaft noch mehr zerstören, als er das schon getan hat? Wie stark hat Ihr Geschäft mit chinesischen Kunden seit seiner Zollpolitik gelitten?
Ich hatte wirklich nicht erwartet, dass außerhalb Chinas eine Tendenz entstehen könnte, keine chinesischen Produkte mehr zu kaufen. Ich dachte die Kunden würden weiterhin die für ihre jeweilige Anwendung beste und kostengünstigste Lösung wählen. In China selbst gibt es inzwischen eine deutliche, von der Regierung geförderte Bevorzugung chinesischer Hersteller. Lässt sich der Schaden reparieren? Ich denke, der Ruf der USA als verlässlicher Partner ist stark beschädigt. Wir werden wohl nie mehr zum ehemaligen Zustand zurückkehren.
Die großen Tech-Firmen in den USA unterstützen Trump. Gilt das auch für die Halbleiterbranche oder die US-Industrie insgesamt?
Trump denkt sehr transaktional. Wer mir etwas gibt, der bekommt etwas zurück. Aus diesem Grund signalisieren die großen Unternehmen Trump ihre Unterstützung. Ob das für viele Bereiche gut ist, wage ich zu bezweifeln. Aber für mich steckt dahinter keine Ideologie dieser Unternehmen, sie müssen an die Interessen ihrer Aktionäre denken. Man kann ihnen ihren Sinneswandel also nur schwer vorwerfen.