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Interview mit Frank Heidemann, SET

»Wer bei SiC vorne dabei ist, hat einen immensen Marktvorteil«

22. Oktober 2020, 09:25 Uhr   |  Nicole Wörner

»Wer bei SiC vorne dabei ist, hat einen immensen Marktvorteil«
© Markt&Technik

Frank Heidemann, SET: »Bei SiC passen die neuen Applikationen und die bisherigen Teststandards nicht mehr zueinander. Wir müssen deutlich näher an der Applikation testen, also mehr dynamisch und nicht nur rein statisch.«

Getrieben von der Automobilindustrie, boomt die Leistungshalbleiter-Branche auch in der Corona-Krise. Durch neue Technologien und Wide-Bandgap-Materialien wie SiC und GaN erfährt die Branche einen rasanten Wandel. Frank Heidemann, CEO von SET, sieht darin großes Potenzial für die Messtechnik.

Markt&Technik: Herr Heidemann, auf der embedded world sprachen wir noch ausführlich über das Thema HiL-Test. Im heutigen Interview liegt der Schwerpunkt auf dem Leistungshalbleitertest – und damit auf dem zweiten Standbein Ihres Unternehmens. Beide Themen ergänzen sich natürlich. Dennoch: Wo setzen Sie aktuell Ihren Entwicklungsschwerpunkt?

Frank Heidemann: Die beiden Themen ergänzen sich in unserem Unternehmen tatsächlich perfekt. Über die Jahre haben wir im Leistungshalbleiterbereich viel Know-how zu Lebensdauertests und -modellen gesammelt und dadurch auch ein großes Verständnis für die Validierung entwickelt. Wir haben daher nicht einen einzelnen Entwicklungsschwerpunkt, sondern bringen unsere Kernkompetenzen in unterschiedlichen Bereichen ein. Im Leistungshalbleiterbereich arbeiten wir mit hohen Spannungen bis zu 6500 Volt und hohen Strömen bis zu 3500 Ampere, im HiL-Bereich geht es eher darum, Echtzeitumgebungen zu schaffen und Modelle zu simulieren. Aktuell ist es aber in der Tat so, dass der Leistungshalbleitermarkt durch Siliziumcarbid, kurz: SiC, enorm wächst und diese neuen Technologien für uns sehr spannend sind. Was sich da am Markt gerade im Bereich der dynamischen Testsysteme entwickelt, wird von uns maßgeblich vorabgetrieben.

Die Leistungshalbleiter-Branche scheint kaum unter der Corona-Krise zu leiden. Warum?

Man erkennt tatsächlich, dass die Halbleiterbranche weniger stark von der Corona-Krise betroffen ist als andere Branchen. Natürlich hat sich der Lockdown im März auch in den Börsenwerten der Halbleiterindustrie gespiegelt, aber sie hat sich überproportional wieder erholt. Aktuell befindet sich die Branche sogar eher in einem Wachstumszyklus. Zu großen Teilen liegt das daran, dass sich hier gerade ein Technologiewandel vollzieht. Nachdem man zwanzig Jahre lang über Wide-Bandgap-Materialien wie SiC und GaN gesprochen hat, finden die Produkte jetzt ganz konkret Verwendung in der Applikation. Das eröffnet neue Potenziale in der Leistungselektronik. Infineon hat zum Beispiel verkündet, sein Portfolio an SiC-Halbleitern bis Ende des Jahres um 50 Prozent ausbauen zu wollen, und auch Unternehmen wie STMicroelectronics wollen ihren Umsatz im Bereich SiC in den nächsten fünf Jahren massiv erhöhen.

Was bedeutet der Technologiewandel zu Wide-Bandgap für den Markt?

Im Leistungshalbleiterbereich hat SiC massive Vorteile gegenüber Silizium: Es ist deutlich effizienter, hält höhere Temperaturen aus, lässt sich besser und sehr viel schneller schalten und viel kleiner produzieren. Die Unternehmen, die bei SiC aktuell technologisch vorne dabei sind, haben einen immensen Vorteil am Markt. Im Automobilbereich wird nun klar, dass SiC mit MOSFET-Technologie den IGBT in Hochspannungsapplikationen bis zu 1700 Volt ablösen kann. Das war früher nicht denkbar und birgt technologisch enorme Vorteile, weil die E-Mobilität ganz entscheidend an der Effizienz hängt. Die Batteriespeicher wachsen nicht in der gleichen Form mit wie unser Bedarf an Reichweiten, daher müssen wir in die Effizienz der Fahrzeuge investieren. Man kann es sich gar nicht leisten, die Energie durch Wärme zu verbrauchen statt durch Reichweite oder elektrische Leistung. Die geringere Verlustleistung und höhere Effizienz der SiC-Halbleiter ist in diesem Kontext ein entscheidender Faktor. Die Elektromobilität wächst überproportional und wir erwarten, dass zehn Prozent aller neuen Fahrzeuge im Jahr 2025 stark hybridisiert, wenn nicht sogar elektrisch fahren werden – das verzehnfacht den SiC-Markt in diesem Segment nahezu.

Und was bedeutet das für die Messtechnik?

Auch die Messtechnik ändert sich mit SiC jetzt grundlegend. Durch die neue Technologie gibt es vielfältige neue Ausfälle, deutlich komplexere Lebensdauermodelle und einen enorm gestiegenen Anspruch an die Messtechnik. Im Gegensatz zu früher ist Echtzeitmesstechnik jetzt von großem Vorteil, um genau zu sehen, wann und wie ein Halbleiter ausfällt. Auch der Detailgrad der Messungen hat massiv zugenommen, sei es die Temperaturbestimmung einzelner Halbleiter bis auf 0,5 Grad genau oder die Strommessung einzelner Prüflinge statt bisher ganzer Batches – und zwar im Milli-, Nano- und Pikoampere-Bereich. Darüber hinaus ist durch die globale Vernetzung der einzelnen Prüflabore auch die Cloud-Fähigkeit und das Management der Testsysteme rund um die Welt ein großes Thema.

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2. "Prozesse und Verfahren müssen adaptiert werden..."
3. Herausforderungen im Testing

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