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Technologien für besonders langlebige Leistungselektronik

Forschende
Kooperative Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschung verspricht Fortschritte in der Mikroelektronik. © Gorodenkoff – AdobeStock

Motivation

Mikroelektronik ist eine Schlüsseltechnologie der Digitalisierung. Ihre Beherrschung ist entscheidend für die technologische Souveränität Europas. In der europäischen Partnerschaft KDT fördert die EU gemeinsam mit Mitgliedstaaten innovative Forschungsvorhaben und Pilotlinien in der Mikroelektronik. Deutsche Schwerpunkte liegen dabei auf multifunktionalen Elektroniksystemen, energiesparender Leistungselektronik, Design komplexer Systeme sowie Produktionstechnologien.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt soll die Lebensdauer von Leistungselektronik um mehr als den Faktor 10 erhöht werden. Außerdem soll der Zustand der Leistungselektronik im Einsatz kontinuierlich überwacht werden, um mögliche Leistungsabfälle bzw. Schadenszustände früh zu erkennen und die Lebensdauer durch Regelmechanismen zu verlängern. Dies wird durch die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Leistungselektronik(-bauelementen) auf Basis von SiC und GaN erreicht. Zum Einsatz sollen die innovativen Leistungselektronikkomponenten in bidirektionalen Lade- und Entladeinfrastrukturen für Automobile kommen. Darüber hinaus sollen mit Simulationen und digitalen Zwillingen das Design und Herstellung von Bauelementen verbessert und beschleunigt werden, um langwierige und aufwändige Stress- und Power-Cycling-Tests reduzieren zu können.

Innovationen und Perspektiven

Die Energiewende geht mit einer Elektrifizierung weiter Bereiche des öffentlichen Lebens einher. Um die Energiewende erfolgreich zu meistern, müssen leistungselektronische Komponenten und Module eine deutlich längere Lebensdauer aufweisen und zuverlässig sein. Die erhöhte Zuverlässigkeit von leistungselektronischen Komponenten verbessert die Akzeptanz von neuen Anwendungen und ermöglicht damit eine schnelle Kommerzialisierung innovativer Produkte. Damit unterstützt das Projekt eine Beschleunigung der Energiewende und trägt zur Energie- und Ressourcenschonung bei.

Europäische Partner

  • Österreich: AVL List GmbH, Infineon Technologies Austria AG, Montanuniversität Leoben, Silicon Austria Labs GmbH, Technische Universität Graz, Virtual Vehicle Research Gmbh
  • Griechenland: Charokopeio Panepistimio, Information Technology for Market Leadership
  • Frankreich: Commissariat à l’energie atomique et aux énergies alternatives, IFP Energies nouvelles, Institut Polytechnique de Grenoble, IRT Antoine de Saint-Exupery, MOV’EO, MURATA Integrated Passive Solutions, PSA Automobiles SA, Renault SA, SAFRAN Electrical & Power, Schneider Electric France SAS, Sherpa Engineering SA, SOITEC SA, ST Microelectronics Grenoble 2 SAS, ST Microelectronics Rousset SAS, ST Microelectronics SA, Université Gustave Eiffel, Valeo Systemes de controle Moteur SAS, Vitesco Technologies France, Watt et Well
  • Lettland: Elektronikas un Datorzinatnu Instituts, RIGAS TEHNISKA UNIVERSITATE
  • Litauen: UAB Teraglobus
  • Italien: Ictlab S.R.L., Ideas & Motion S.R.L., ST Microelectronics SRL
  • Tschechien: Institut Mikroelektronickych Aplikaci SRO, Vysoke uceni technicke v Brne
  • Schweden: ST Microelectronics Silicon Carbide AB
  • Irland: TEL Magnetic Solutions Limited