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© arkadi bojarsinov dreamstime.com Produkte | 25 September 2018

STMicro und Leti entwickeln GaN-on-Silicon-Tech für Leistungswandler-Anwendungen

STMicroelectronics (NYSE: STM), ein weltweit fĂŒhrender Halbleiterhersteller mit Kunden im gesamten Spektrum elektronischer Applikationen, und Leti, ein zu CEA Tech gehörendes Forschungsinstitut, gaben heute ihre Kooperation zur Industrialisierung von GaN-on-Silicon-Technologien (GaN-on-Si) fĂŒr Leistungs-Schaltbausteine bekannt.
Das ist eine ProduktankĂŒndigung von STMicroelectronics. Allein der Emittent ist fĂŒr den Inhalt verantwortlich.
ST wird mit dieser Leistungs-GaN-on-Si-Technologie hocheffiziente Hochleistungs-Anwendungen adressieren können, wie zum Beispiel On-Board-LadegerĂ€te fĂŒr Hybrid- und Elektrofahrzeuge, kabellose Ladesysteme und Server.

Die Zusammenarbeit zielt vorrangig auf die Entwicklung und Qualifikation fortschrittlicher Architekturen fĂŒr GaN-on-Si-Dioden- und -Transistoren auf 200-mm-Wafern. Dieser Markt wird laut SchĂ€tzungen des Marktforschungsunternehmens IHS-Markit zwischen 2019 und 2024 um durchschnittlich mehr als 20% pro Jahr wachsen. Im Rahmen von IRT Nanoelec entwickeln ST und Leti die Prozesstechnologie auf der 200 mm F&E-Linie von Leti und gehen davon aus, im Jahr 2019 validierte Entwicklungsmuster fertig zu haben. Parallel dazu wird ST bis 2020 in seiner Front-End-Waferfertigung in Tours (Frankreich) eine vollstĂ€ndig qualifizierte Fertigungslinie mit GaN/Si-Hetero-Epitaxie fĂŒr die Pilotfertigung aufbauen.

Angesichts der AttraktivitĂ€t der GaN-on-Si-Technologie fĂŒr Leistungs-Anwendungen loten ST und Leti außerdem aus, mit welchen fortschrittlichen Techniken sich die GehĂ€use der Bausteine zur Herstellung von Power-Modulen mit hoher Leistungsdichte verbessern lassen.

„In Anbetracht des unglaublichen Nutzens der Wide-Bandgap-Halbleiter geben uns die Errungenschaften von ST im Bereich der Fertigungs- und GehĂ€usetechnologien fĂŒr Leistungs-GaN-on-Si-Halbleiter gemeinsam mit CEA-Leti das branchenweit umfassendste Portfolio an GaN- und SiC-Produkten und -FĂ€higkeiten in die Hand, das außerdem durch unsere erwiesene Kompetenz in der Massenfertigung qualitativ hochwertiger, zuverlĂ€ssiger Produkte ergĂ€nzt wird”, kommentiert Marco Monti, President der Automotive and Discrete Group bei STMicroelectronics.

„GestĂŒtzt auf die generische 200-mm-Plattform von Leti arbeitet das Leti-Team mit vollem Einsatz daran, die strategische GaN-on-Si-Roadmap von ST fĂŒr die Leistungselektronik zu unterstĂŒtzen. Es ist außerdem dafĂŒr gerĂŒstet, die Technologie auf die spezielle GaN-on-Si-Fertigungslinie von ST in Tours zu transferieren. Diese Gemeinschaftsentwicklung von Teams beider Seiten nutzt das IRT Nanoelec Rahmenprogramm zur Ausweitung des erforderlichen Know-hows und zur Innovation beginnend auf der Baustein- und System-Ebene“, sagt Leti-CEO Emmanuel Sabonnadiere.

Hinweise fĂŒr die Redaktionen:

GaN (Galliumnitrid) ist ein Halbleitermaterial mit breiter BandlĂŒcke (Wide Bandgap). Bauelemente auf GaN-Basis lassen sich daher mit deutlich höheren Spannungen, Frequenzen und Temperaturen betreiben als solche auf der Basis konventioneller Halbleiter wie etwa Silizium. ST arbeitet außerdem an zwei weiteren Wide-Bandgap-Technologien, nĂ€mlich Siliziumkarbid (SiC) und HF-Galliumnitrid.

Auf dem GaN-Sektor gab ST neben dieser AnkĂŒndigung mit CEA-Leti jĂŒngst eine weitere Entwicklung von GaN-on-Silicon fĂŒr HF-Anwendungen gemeinsam mit MACOM bekannt. MACOM wird diese fĂŒr eine breite Palette von HF-Anwendungen nutzen, wĂ€hrend ST auf MĂ€rkte außerhalb des Telekommunikationsbereichs zielt. Auch wenn sie beide auf GaN basieren und somit leicht zu verwechseln sind, verwenden beide Initiativen strukturell unterschiedliche Konzepte, die im praktischen Einsatz verschiedene Vorteile bieten. So eignet sich die Power-GaN-on-Si-Technologie fĂŒr die Produktion auf 200-mm-Wafern, wĂ€hrend die RF-GaN-on-Si-Technologie zumindest bis jetzt besser fĂŒr 150-mm-Wafer geeignet ist. UnabhĂ€ngig davon aber kommen GaN-Technologien wegen ihrer niedrigen Schaltverluste fĂŒr Anwendungen mit höheren Frequenzen in Frage.

SiC-Bauelemente dagegen sind fĂŒr höhere Spannungen geeignet – mit einer Sperrspannung von ĂŒber 1.700 V, einer Avalanche-Festigkeit von mehr als 1.800 V und niedrigen EinschaltwiderstĂ€nden, sodass sie in Bezug auf die Energieeffizienz und die thermischen Eigenschaften als ideal zu bezeichnen sind. Mit diesen Charakteristika bietet SiC perfekte Voraussetzungen fĂŒr Anwendungen wie zum Beispiel Elektrofahrzeuge, PV-Wechselrichter und Schweißanlagen.
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2018.12.05 15:01 V11.10.4-1