Infineon treibt Entwicklung von Galliumnitrid-Chips voran

Infineon, ein führender deutscher Halbleiterhersteller, entwickelt neue Technologien zur Produktion von Galliumnitrid-Chips (GaN), die das Unternehmen als zukunftsweisend für die Chipindustrie sieht. Galliumnitrid, ein kristallines Material, zeichnet sich gegenüber dem traditionellen Silizium durch höhere Schaltgeschwindigkeiten und geringere Energieverluste aus. Allerdings ist GaN deutlich teurer als Silizium, weshalb technologische Fortschritte zur Kostenreduktion erforderlich sind. Infineon gelang es jüngst, GaN-Chips auf 300-Millimeter-Wafern herzustellen. Die üblichen GaN-Chips werden auf 150- oder 200-Millimeter-Wafern produziert, und größere Wafer könnten die Kosten erheblich senken, da mehr Chips pro Scheibe gefertigt werden können.

Dieser technologische Durchbruch hat das Potenzial, zahlreiche Anwendungen zu revolutionieren. GaN-Chips ermöglichen beispielsweise eine schnellere Ladegeschwindigkeit für Elektroautos und Laptops sowie kompaktere Netzteile für Computer und Server. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Hitzebeständigkeit der GaN-Chips, was den Kühlbedarf verringert und sie für energieintensive Anwendungen, wie Rechenzentren, besonders geeignet macht. Die Welt benötigt zunehmend Energie, und GaN kann laut Experten wie Peter Fintl von Capgemini dazu beitragen, den Energieverbrauch zu senken.

Die Herstellung von GaN-Chips erfordert einen enormen Druck während der Produktion, der dem zehn Kilometer unter dem Meer entspricht, was technisch herausfordernd ist. Infineons Projektleiter Michael Sorger erläutert, dass eine besondere Kristallstruktur von GaN, die sogenannte Wurtzit-Struktur, das Material extrem hart macht. Das Unternehmen nutzt vorhandene Produktionsanlagen, um die Kosten im Vergleich zur Produktion von Siliziumkarbid-Chips (SiC) zu reduzieren, die vollständig neue Fertigungslinien erfordern und somit teurer sind.

GaN-Chips sind besonders für die Automobilbranche attraktiv, da sie kostengünstige Elektroautos ermöglichen. Der Markt für GaN wächst rapide; bis 2029 wird ein Umsatz von rund 2,5 Milliarden Dollar erwartet. Angetrieben wird das Wachstum durch die Nachfrage nach leistungsfähigeren Ladegeräten und Infrastruktur für Elektrofahrzeuge sowie Anwendungen in Rechenzentren und der Telekommunikation.

Trotz der großen Chancen ist der Wettbewerb intensiv. Infineon konkurriert mit Großkonzernen wie Renesas, STMicroelectronics und TSMC sowie mit spezialisierten Start-ups. Letztere kämpfen oft um Finanzierung und Marktdurchdringung, wie das Beispiel des belgischen Unternehmens BelGaN zeigt, das kürzlich Insolvenz anmeldete. Dennoch investiert Infineon weiterhin kräftig in den GaN-Bereich und übernahm kürzlich den kanadischen Chipentwickler GaN Systems für 830 Millionen Dollar. Experten gehen davon aus, dass sich der GaN-Markt erst ab 2028 voll entfalten wird, doch Infineon sieht sich schon jetzt als führender Akteur im Wettbewerb um diese zukunftsträchtige Technologie.