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CoolSiC-MOSFETs 3300 V

Infineon für Deutschen Zukunftspreis 2024 nominiert

12. September 2024, 7:20 Uhr | Iris Stroh

Infineon Technologies ist für die Entwicklung eines MOSFETs auf SiC-Basis für den Deutschen Zukunftspreis 2024, den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, nominiert.

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Einem Entwickler-Team von Infineon ist es gemeinsam mit der Technischen Universität Chemnitz gelungen, den weltweit ersten SiC-MOSFET mit vertikalem Kanal (Trench-MOSFET) und innovativer Kupferkontaktierung in der 3300-V-Spannungsklasse zu entwickeln. Bei den SiC-Modulen und den darauf basierenden Stromrichtern soll es sich um einen Innovationssprung in der Halbleitertechnologie, weg von herkömmlichem Silizium hin zu energieeffizienterem Siliziumkarbid, handeln, durch den sich Schaltverluste bei Hochstromanwendungen um 90 Prozent reduzieren.

»Die Energiewende und viele weitere drängende Herausforderungen unserer Zeit lassen sich nur mit technologischem Fortschritt lösen«, sagt Jochen Hanebeck, Vorstandsvorsitzender der Infineon Technologies AG. »Es ist deshalb wichtig, Innovationen zu fördern, zu honorieren und in der Gesellschaft sichtbar zu machen. Der Deutsche Zukunftspreis ist die bedeutendste nationale Auszeichnung, die mit diesem Ziel verliehen wird. Die Nominierung ist für uns eine große Ehre und ein Beleg für die erfolgreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeit bei Infineon. Ich gratuliere allen beteiligten Kolleginnen und Kollegen herzlich dazu!«

Die »CoolSiC XHP 2«-Modulfamilie ermöglicht erhebliche Energieeinsparungen etwa bei der industriellen Stromerzeugung in Solarparks oder Windkraftanlagen, bei der Stromübertragung, und vor allem im Endverbrauch, wo hohe Leistungen im Megawattbereich benötigt werden. Eine einzelne Lokomotive kann mit einem Siliziumkarbid-Antriebsystem im Vergleich zur bisherigen siliziumbasierten Lösung etwa 300 MWh pro Jahr sparen, was ungefähr dem Jahresbedarf von 100 Einfamilienhäusern entspricht. Infineon leistet damit gemeinsam mit Antriebstechnik-Herstellern und Bahnbetreibern einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung. Gleichzeitig profitieren auch Anwohner von der geringeren Geräuschentwicklung der Züge mit SiC-Modulen, wenn diese durch ein Wohngebiet fahren.

Durch zahlreiche Weiterentwicklungen bei der Chipprozessierung und -design sowie der Kontaktierungs- und Modultechnologie hat das Team um Dr. Konrad Schraml, Dr. Caspar Leendertz (beide Infineon) und Prof. Dr. Thomas Basler (TU Chemnitz) das 3300V CoolSiC XHP2 Hochleistungsmodul zur Serienreife gebracht. Durch eine zehnmal höhere Zuverlässigkeit gegenüber thermomechanischer Belastung und einer deutlich höheren Leistungsdichte im Vergleich zu Siliziummodulen, können mit dem neuen Siliziumkarbid-Modul auch große Antriebe bei Dieselloks, Land- und Baumaschinen, Flugzeugen und Schiffen elektrifiziert werden, die bisher fossilen Brennstoffen vorbehalten waren. Hilfreich dabei sind die deutlich höheren Schaltfrequenzen die das neue Modul zulässt, denn diese ermöglichen eine deutliche Gewichts- und Volumenreduzierung bei den Stromrichtern in der Anwendung.