Wide-Band-Gap-Materialien / PCIM SiC und GaN attackieren, Silizium wehrt sich

Dr. Alex Lidow, EPC (rechts): »Mit der 5. Generation unserer 350-V-GaN-Leistungshalbleiter haben wir die Preisparität zu Silizium-MOSFETs bei Großserienstückzahlen erreicht. Es gibt sicher auch Applikationen, wo wir Silizium-Lösungen preislich bereits schlagen können.«

Einmal mehr stand die diesjährige PCIM im Nürnberg im Zeichen der immer zahlreicher werdenden Aktivitäten im Bereich SiC- und GaN-Leistungshalbleiter.

Auch wenn dieses Mal nicht unbedingt neue Produkte im Mittelpunkt standen, so trafen doch hochrangige Vertreter der führenden Firmen klare Aussagen über die weitere Entwicklung ihrer Unternehmen im SiC- und GaN-Bereich.

So hat Gregg Lowe seinen Ruf als Manager mit klaren Leitlinien und Entscheidungen in den letzten Monaten einmal mehr unter Beweis gestellt. Als er Ende September des letzten Jahres als neuer CEO zu Cree geholt wurde, bat er um einige Monate Zeit zur umfassenden Analyse der Unternehmenssituation. Nun liefert er. Wolfspeed, das machte er auf der PCIM unzweifelhaft deutlich, wird nicht nur nicht verkauft, sondern bildet in Zukunft den absoluten Wachstumskern der Firma Cree. Ausgehend von aktuell etwa 1,4 Milliarden Dollar Umsatz will er den Unternehmensumsatz bis 2022 auf 2,5 Milliarden Dollar steigern.

Wolfspeed mit seinen SiC-Aktivitäten soll dann einen Umsatzanteil von etwa 850 Millionen Dollar beisteuern. Aktuell sind es etwa 220 Millionen Dollar. Lowe stellt damit das Unternehmen innerhalb weniger Monate mit einem Team von Ex-TI-, Ex-Freescale- und Ex-Analog-Devices-Mitarbeitern komplett um. Vom vormals Beleuchtungs- und LED-dominierten Unternehmen zu einem Unternehmen, das seinen Wurzeln zwar treu bleibt, halbleitertechnisch aber absolut auf die Zukunft und damit auf SiC-Leistungshalbleiter setzt. Zu diesem Zweck werden die Fertigungskapazitäten für SiC-Wafer, die bereits 2017 verdoppelt wurden, auch 2019 noch einmal verdoppelt.

Konsequent treibt auch Mitsubishi Electric sein SiC-Engagement voran. In diesem Jahr bringt das Unternehmen seine 3. Generation 1200-V-SiC-MOSFETs auf den Markt. Dr. Gourab Majumdar sprach auf der PCIM von einem Paradigmenwechsel in den Anwendungsbereichen, die inzwischen nicht mehr nur Solarinverter, Windkraft oder Charger für Elektrofahrzeuge umfassen, sondern auch Applikationen wie HVDC und Hochgeschwindigkeitszüge. »Wir befinden uns aktuell in der Massenproduktion von SiC-MOSFETs auf 4-Zoll-Wafern und bereiten uns auf die Migration zu 6-Zoll-Wafern vor.« Nach wie vor wenig Neues gibt es von Mitsubishi zum Thema GaN-Leistungshalbleiter. Dr. Majumdar: »Wir sind stark im GaN-HF-Bereich, und wir beschäftigen uns auch mit Vorteilen von GaN als Leistungshalbleiterschalter, aber unser Fokus wird noch auf absehbare Zeit auf SiC bei den Wide-Band-Gap-Materialien für den Leistungshalbleitereinsatz liegen«!

Noch Ende diesen Jahres wird On Semiconductor mit einem 1200-V-SiC-MOSFET mit einem Einschaltwiderstand von 80 mΩ auf den Markt kommen. Wie Ali Husain, Senior Manager Power Conversion & Motor Control Corporate Strategy & Marketing bei On Semiconductor auf dem Messestand ausführte, »werden wir zeitnah mit einer 20-mΩ-Version nachziehen«. Als nächsten Schritt wird sich On Semiconductor dann 900-V-SiC-MOSFETs zuwenden, bevor das Produktspektrum, wie Husain erläutert, »durch eine 650-V-Version komplettiert werden wird«. Er kündigte zudem an, dass sich On Semiconductor auch bei der Entwicklung entsprechender SMD-Gehäuse verstärkt engagieren wird.

Auch bei Panasonic wird inzwischen intensiv am Ausbau der SiC-Aktivitäten gearbeitet. Nachdem das Unternehmen, das im Leistungshalbleiter-Bereich in den letzten Jahren vor allem für seine 650-V-GaN-Schalter bekannt war, vor knapp zwei Jahren auch in den 1200-V-SiC-MOSFET-Markt eingestiegen war, hat das Unternehmen inzwischen seine Fertigungsaktivitäten in Uozu deutlich ausgebaut und produziert dort auf 6-Zoll-Wafern.

Infineon Technologies nutzte die Messe, um seine ersten, für den Automotive-Einsatz qualifizierten SiC-Schottky-Dioden vorzustellen. »Aus unserer Sicht ist die SiC-Technologie nun ausgereift genug, um in einem breiten Spektrum von Automotive-Applikationen eingesetzt werden zu können«, stellte Stephan Zizala, Vice President and General Manager für Automotive High-Power bei Infineon Technologies, anlässlich der Vorstellung fest. Basierend auf einer 110-µm-Dünn-Wafer-Technologie zeichnet sich die CoolSiC-Schottky-Dioden-Familie durch eine der besten Figures of Merit in diesem Produktbereich aus. »In unseren Augen ist das ein Meilenstein im Bereich der Entwicklung von On-Board-Ladegeräten, DC/DC-Wandlern und Inverter-Systemen im Automotive-Bereich«, so Zizala.