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Motivation

Europa und vor allem Deutschland besitzen in der Mikroelektronik besondere Stärken in der Automobil-, Energie-, Sicherheits- und Industrieelektronik. Um die Mikroelektronikkompetenz im Hinblick auf eine breite Digitalisierung zu stärken, fördert die Europäische Kommission gemeinsam mit Mitgliedsstaaten in der Initiative ECSEL Forschungsvorhaben und Pilotlinien. Deutsche Schwerpunkte liegen dabei auf multifunktionalen Elektroniksystemen, energiesparender Leistungselektronik, Design komplexer Systeme sowie Produktionstechnologien.

Ziele und Vorgehen

Auf dem Weg von der Energieerzeugung zum Endverbraucher geht typischerweise ein Großteil der Energie “verloren”. Um dem entgegenzuwirken, werden im Projekt Lösungen entwickelt, welche die Energieeffizienz von Leistungselektronik maßgeblich verbessern und eine verlustärmere Energiewandlung entlang des Übertragungsweges ermöglichen. Dafür werden neue Materialkombinationen auf Basis der sogenannten Wide-Bandgap-Halbleiter Galliumnitrid (GaN), Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) und Aluminiumscandiumnitrid (AlScN) erforscht sowie neue Architekturen, Schaltkreistopologien und Verbindungskonzepte für Hochleistungstransistoren erprobt. Die Ergebnisse werden in eine Pilotlinie transferiert, die in bestehende Technologien integrierbar ist.

Innovationen und Perspektiven

Die Pilotlinie wird es erlauben, eine neue Generation höchsteffizienter und energiesparender Leistungselektronik auf den Markt zu bringen, die konventionelle siliziumbasierte Elektroniksysteme bei weitem übertrifft. Dadurch können der Energieverbrauch sowie der CO2-Ausstoß erheblich reduziert und damit ein erheblicher Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet werden.

Europäische Partner

• Deutschland: Advantest Europe GmbH, AIXTRON SE, Dockweiler Chemicals GmbH, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Forschungsverbund Berlin e.V. (Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik), Finepower GmbH, Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt, Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Gottfried-Wilhelm-Leibnitz Universität Hannover, Nextnano GmbH, Schneider Electric Automation GmbH, VSeA Germany, WÜRTH Elektronik eiSos GmbH & Co.KG
• Frankreich: Agile Power Switch 3D-Intégration aPSI3D, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, Centre national de la recherche scientifique – Centre de Recherche Sur L’hétéro-Epitaxie et ses Applications, Schneider Electric Industries SAS, Saint-Gobain Lumilog, STMicroelectronics (Rousset) SAS, STMicroelectronics (Tours) SAS, Université de Tours, Valeo Systèmes de Contrôle Moteur SAS, VSeA France
• Italien: Distretto Tecnologico Sicilia Micro e Nano Sistemi S.c.a.r.l. (Italian National Research Council, Università di Catania, Università di Messina, Università di Palermo), Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica (Università di Bologna, Università della Calabria, Università di Modena e Reggio Emilia, Università di Padova), EDA Industries s.p.a., Eldor Corporation s.p.a., Enel X S.r.l., Ferrari s.p.a., Mecaprom Technologies Corporation Italia S.r.l., STMicroelectronics S.r.l., Synergie CAD Instruments S.r.l.
• Tschechische Republik: Institut mikroelektronických aplikací s.r.o., STMicroelectronics Design and Application s.r.o., České vysoké učení technické v Praze
• Niederlande: NXP Netherlands Semiconductors B.V., Technische Universiteit Eindhoven
• Polen: Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk