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Prognosen von GaN Systems für 2022

Mit Galliumnitrid den Klimazielen näher kommen

28. Januar 2022, 8:00 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Nachhaltigkeit und Lieferkette

Vorhersage 4: Nachhaltigkeit

Galliumnitrid wirkt sich insgesamt maßgeblich darauf aus, eine nachhaltigere Welt zu schaffen.

Nahezu jedes verantwortungsvoll handelnde internationale Unternehmen ist sich darüber im Klaren, dass es – im Kleinen wie im Großen – aktiv dazu beitragen muss, die gewaltigen Herausforderungen im Zusammenhang mit einer nachhaltigen Zukunft zu bewältigen. Jetzt ist es an der Zeit zu handeln, und nicht nur zu reden.

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In den vergangenen zehn Jahren ist die weltweite Nachfrage nach elektrischer Energie um 33 Prozent gestiegen, und bis 2050 dürfte dieser Bedarf um mehr als 50 Prozent weitersteigen. Dabei spielen die Digitalisierung – und die Elektrifizierung – vieler weltweit wichtiger Branchen eine Rolle, von Rechenzentren über Systeme für erneuerbare Energien bis hin zu Unterhaltungselektronik und Elektrofahrzeugen.

Elektrofahrzeuge: GaN-Transistoren sind ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung von Elektrofahrzeugen, von denen bis 2040 mehr als 600 Millionen auf den Straßen unterwegs sein könnten. Durch den Einsatz von GaN-Transistoren in den Ladegeräten und Umrichtern eines Fahrzeugs lässt sich die Reichweite um sechs Prozent erhöhen – und das ist wichtig in einer Branche, in der jedes Prozent zählt.

Rechenzentren: In einem Rechenzentrum kann der Einsatz von GaN-Leistungshalbleitern in Stromversorgungen für eine Gruppe von jeweils zehn Racks den Betriebsgewinn um 3 Millionen US-Dollar steigern und gleichzeitig den CO₂-Ausstoß um mehr als 100 Tonnen pro Jahr verringern – eine enorme Zahl, wenn man dies mit den Hunderten oder sogar Tausenden von Racks in großen Rechenzentren multipliziert.
Systeme zur Speicherung erneuerbarer Energien: Die GaN-Technologie könnte ein wesentlicher Baustein in der nächsten Generation von Energiespeichern für Privathaushalte und Gewerbebetriebe sein, die sowohl den einzelnen Kunden als auch dem Stromnetz eine höhere Ausfallsicherheit und Effizienz bieten. GaN-Transistoren, die in Energiespeichersystemen eingesetzt werden, reduzieren die Verlustleistung um den Faktor 4, sodass mehr Leistung zur Verfügung steht und die Lösung wirtschaftlicher ist.

Voraussage 5: Lieferkette

Gestaltung einer robusteren und nachhaltigeren Weltwirtschaft

Es ist fast unmöglich, über Leistungselektronik nachzudenken und dabei angesichts der aktuellen Ereignisse nicht über die Lieferkette zu sprechen. Obwohl sich die Branche schon vor der Covid-19-Pandemie mit Problemen in der Lieferkette konfrontiert sah, waren das Ausmaß und die Vielschichtigkeit der Auswirkungen beispiellos.

Pandemiebedingte Probleme in der Lieferkette und Wirtschaftssanktionen, begleitet von einer starken Nachfrage nach bestimmten Produktgruppen, haben dazu geführt, dass sich so unterschiedliche Branchen wie Haushaltsgeräte, Automobile und Unterhaltungselektronik vor Herausforderungen gestellt sahen. Covid-19 hat deutlich gemacht, dass Hersteller und Zulieferer mehr tun müssen, als nur für selten auftretende und sogenannte Jahrhundert-Ereignisse zu planen und neue Strategien zu entwickeln, um die Belastbarkeit ihrer Lieferketten zu erhöhen.

Die anhaltende Nachfrage nach Elektronik und die wiederauflebende Nachfrage nach Autos und anderen Konsumgütern hat in der gesamten Halbleiterindustrie zu einer Verknappung geführt, die durch eine erhöhte Produktion ausgeglichen werden muss. Die Analysten von JPMorgan gehen davon aus, dass das Angebot bis Ende 2022 oder Anfang 2023 mit der Gesamtnachfrage gleichziehen wird.
Kapazitätsvereinbarungen mit Chipherstellern sind heute wichtiger denn je. So gibt die Automobilindustrie beispielsweise jährlich rund 40 Milliarden US-Dollar für Leistungstransistoren aus. Elektrofahrzeuge benötigen vier Mal so viele Halbleiter wie Autos mit Verbrennungsmotor. Da global immer mehr Elektrofahrzeuge produziert werden, wollen sich die Automobilhersteller durch entsprechende Verträge absichern, um eine mehrjährige Versorgung mit Chips zu gewährleisten.

Zusammenfassung und Ausblick

Elektrizität bestimmt jetzt den Markt der Wirtschaft.

Elektrizität sollte niemals als selbstverständlich und als eine endlos verfügbare Ressource betrachtet werden. Die Art und Weise, wie sie generiert und genutzt wird, wirkt sich viel zu tiefgreifend und weitreichend aus, als dass man das in Zukunft hinnehmen könnte.

Im Jahr 2022 stehen wir mitten in einer grundlegenden wirtschaftlichen und ökologischen Revolution, was die Art und Weise betrifft, wie wir unsere Welt mit Energie versorgen. Dabei wird unser eigenes Konsumverhalten, die Regierungspolitik und technologische Innovationen eine entscheidende Rolle spielen.

Elektrofahrzeuge werden sich durchsetzen. Systeme für erneuerbare Energien werden ein wesentlicher Bestandteil eines neuen Stromnetzes werden, das rund um die Uhr und auf Abruf Strom aus erneuerbaren Energien liefert. Rechenzentren müssen sich sowohl ihrer ökonomischen als auch ihrer ökologischen Verantwortung stellen. Wir dürfen nicht hinnehmen, dass die Menge an Elektroschrott zunimmt, sondern wir müssen Produkte entwickeln, die vielseitig einsetzbar sind und eine längere Lebensdauer haben.

Bei all diesen Veränderungen kann die GaN-Technologie eine entscheidende Rolle spielen. Mit seiner Fähigkeit, den Wirkungsgrad der Energiewandlung und die Leistungsdichte zu steigern und gleichzeitig kleinere und leichtere Stromversorgungssysteme zu schaffen, kann GaN den Unternehmen völlig neue Kategorien von Produkten und Systemen ermöglichen. Das ist nicht nur wirtschaftlich, sondern auch ökologisch sinnvoll.