Interview mit Gregg Lowe, Cree

Warum wir eine Milliarde Dollar investieren

12. Juli 2019, 9:00 Uhr | Ralf Higgelke

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Fokusmarkt Elektromobilität

D&E: Ich weiß, dass Wolfspeed mit Siliziumkarbid-IGBTs experimentiert. Gibt es da irgendwelche Neuigkeiten? Wann werden sie als Produkt erhältlich sein? Und wie sieht es mit Superjunction-MOSFETs in SiC aus?

Lowe: Für unseren derzeitigen Fokusmarkt, den für Automobil-Umrichter und -Ladestationen, sind IGBTs und Superjunction-MOSFETs aus Siliziumkarbid nicht sinnvoll. Bei SiC-Bauteilen für 1200 und 1700 Volt ist der Drain-Widerstand nicht der dominierende Faktor beim Durchlasswiderstand. Daher verschafft uns ein SiC-Superjunction-MOSFET in dieser Hinsicht keinen großen Vorteil, allerdings ist ein solches Bauteil nur sehr schwer zu fertigen.

Superjunction-MOSFETs und IGBTs aus Siliziumkarbid sehe ich im Bereich der Mittelspannung mit mehreren Kilovolt. Wir haben bereits SiC-MOSFETs von 3,3 bis zehn Kilovolt sowie SiC-IGBTs mit 16 und 27 Kilovolt demonstriert. Bei Silizium wechselt man von einem unipolaren Bauelement wie einem MOSFET zu einem bipolaren Bauelement wie einem IGBT bei 900 bis 1000 Volt.

Da die Durchbruchfeldstärke bei Siliziumkarbid zehnmal höher liegt als bei Silizium, liegt auch dieser Übergang zehnmal höher – bei etwa zehn Kilovolt. Ich kann mir SiC-IGBTs also eher in netzgekoppelten Anwendungen wie Solid-State-Trafos oder sehr große elektrische Antriebe vorstellen.

D&E: Wird es in absehbarer Zeit IGBTs und Superjunction-MOSFETs aus Siliziumkarbid als Produkte geben?

Lowe: Ich denke nicht. Derzeit konzentrieren wir uns ganz auf den Markt für Elektromobilität, insbesondere für Hauptumrichter und On-Board-Ladegeräte.

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D&E: Cree konzentriert sich also auf batterieelektrische Fahrzeuge. Aber es gibt noch einige andere Alternativen zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren wie Erdgas, Wasserstoff und Brennstoffzellen. Ist es nicht ein wenig riskant, voll auf batterieelektrische Fahrzeuge zu setzen?

Lowe: In unseren kühnsten Schätzungen erwarten wir für die 2030-er Jahre eine Marktdurchdringung von 30 Prozent bei batterieelektrischen Fahrzeugen. Dennoch treibt gerade dieser kleine Markt unser Geschäft heute schon voran. Bei einem Marktanteil von nur 20 Prozent würde dieser Markt immer noch 16 Milliarden Dollar groß sein – viel größer also als der heutige Silizium-IGBT-Markt!

Und übrigens, wenn man zum Beispiel eine Brennstoffzelle nutzt, muss man diese elektrische Energie ebenfalls umwandeln, um die Räder in Bewegung zu setzen und die Fahrzeugelektronik zu versorgen. Mit unseren SiC-Schaltern können wir diese Umwandlung wesentlich effizienter gestalten.

D&E: Ich frage, weil viele Analysten behaupten, dass die Autoindustrie den kommerziellen Erfolg von Siliziumkarbid bestimmen werde. Anderenfalls werde es ein Nischendasein fristen.

Lowe: Dem stimme ich nicht zu. Auch im Industriebereich stoßen wir auf großes Interesse. Aber wenn batterieelektrische Fahrzeuge wirklich diesen Marktanteil erreichen, wird es der mit Abstand größte Markt für Siliziumkarbid sein. So viel steht fest.

D&E: OK, mit dieser Investition von einer Milliarde Dollar sollte das Kapazitätsproblem gelöst sein. Aber was bedeutet das für die Bauteilkosten?

Lowe: Lassen Sie es mich so ausdrücken: Kunden, die Rohwafer bei uns kaufen, haben zwei Optionen: Erstens können wir mit ihnen das übliche Tagesgeschäft betreiben oder zweitens langfristige Lieferverträge abschließen. Solche bestehen beispielsweise mit Infineon und STMicroelectronics. Diese Kunden ziehen gleich doppelten Nutzen: Einerseits versorgen wir sie zuverlässig mit Rohwafern, andererseits profitieren sie mit steigender Kapazität von den sinkenden Kosten.

Siliziumkarbid steht heute an seinem Wendepunkt, sodass es viel Spielraum für Kostensenkungen und damit für fallende Preise gibt. Silizium war in den 1980-er Jahren an diesem Punkt. Heute jedoch ist die Silizium-Lieferkette sehr ausgereift, sodass es auch wenig Potenzial für fallende Kosten gibt.

D&E: Aber Siliziumkarbid-Wafer werden nie den gleichen Preis erreichen wie Silizium-Wafer, weil sie mit viel mehr Energie aus der Dampfphase gezüchtet werden müssen, oder?

Lowe: Sie haben vollkommen Recht.

D&E: Aber der Preis pro Ampere könnte niedriger werden als bei Siliziumbauteilen, nicht wahr?

Lowe: Da sprechen Sie einen entscheidenden Punkt an. Da Siliziumkarbid-Chips viel mehr Ampere pro Quadratmillimeter bewältigen können, könnten die Kosten – und damit der Preis – pro Ampere schließlich unter den Wert von Silizium-Mosfets und -IGBTs sinken.

D&E: Herr Lowe, vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben.

Das Interview führte Ralf Higgelke.