GaNIAL
Integrierte, hocheffiziente Leistungselektronik auf der Basis von Galliumnitrid
Motivation
Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Sie kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in denen Deutschland besondere Stärken hat: etwa in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Maschinen- und Anlagenbau. Innovationen auf Basis neuer Halbleitermaterialien bereiten jetzt den Weg zu Leistungselektroniksystemen der nächsten Generation mit gesteigerter Leistung, Effizienz und Robustheit. Darüber hinaus ermöglichen die neuen Halbleitermaterialien besonders kompakte Bauformen und niedrige Verlustleistungen, wodurch gänzlich neue Anwendungsszenarien erschlossen werden.
Ziele und Vorgehen
Mit dem Halbleitermaterial Galliumnitrid (GaN) kann Leistungselektronik mit einem sehr hohen Wirkungsgrad für die Elektromobilität und den Maschinen- bzw. Anlagenbau realisiert werden. Diese neuen Systeme lassen im Vergleich zu heutigen Systemen höhere Leistungen bei geringerer Größe, schnelleres Schalten und höhere Betriebstemperaturen zu. Ziel des Projekts GaNIAL ist es, GaN-Leistungselemente, Ansteuerschaltungen und thermische Zustandsüberwachung extrem kompakt auf einem einzigen Halbleiterchip zu integrieren. Eine ausgeklügelte Aufbau- und Verbindungstechnik soll dabei für geringe Verluste, optimierte elektromagnetische Verträglichkeit und eine effiziente Kühlung des Leistungsmoduls sorgen.
Innovationen und Perspektiven
Die Integration des GaN-Leistungsmoduls auf einem einzigen Chip ist hochinnovativ und ermöglicht bei Erfolg einen neuen Grad an Leistungsdichte, Effizienz, Robustheit und Funktionalität. Kompaktere und effizientere Leistungselektroniksysteme können zum Beispiel einen Beitrag zur Leistungs- und Reichweitensteigerung in der Elektromobilität leisten.