Infineon verarbeitet erstmals SiC auf 300-mm-Wafern.
Infineon hat die ersten funktionsfähigen SiC-Leistungsbauelemente auf 300-Millimeter-Wafern hergestellt. Der größere Waferdurchmesser soll die Produktion effizienter machen und langfristig die Versorgung mit diesen Bauelementen für Anwendungen wie Elektrofahrzeuge und Ladeinfrastruktur verbessern.
300-mm-SiC-Wafer ermöglichen 2,3-mal mehr Chips als 200-mm-Wafer.
Bild: Infineon
Der Halbleiterhersteller hat erstmals 300-Millimeter-Siliziumkarbid-(SiC)-Wafer unter echten Produktionsbedingungen in seinem Werk in Villach, Österreich, verarbeitet. Laut dem Unternehmen ist Infineon der erste, der dieses Meilenstein in der Halbleiterherstellung erreicht hat. Es wurden bestehende Produktionsanlagen verwendet, die auch Silizium verarbeiten können.
Der entscheidende Vorteil der größeren Wafer liegt in der verbesserten Ausbeute: Ein 300-mm-Wafer ermöglicht laut Infineon etwa 2,3-mal so viele Chips wie ein 200-mm-Wafer. Dies ermöglicht eine effizientere Skalierung der Produktion in Zukunft. Infineon hat jedoch noch keinen konkreten Zeitplan für die Erhöhung der Produktion festgelegt. Das Unternehmen beabsichtigt, diesen in Zusammenarbeit mit Kunden und Partnern zu bestimmen. Gleichzeitig wird der bestehende Fahrplan für die 200-mm-SiC-Produktion weiter umgesetzt.
Karbid von Silizium ist derzeit eines der wichtigsten Materialien mit breitem Bandabstand für die Leistungselektronik. Im Vergleich zu herkömmlichem Silizium ermöglicht SiC geringere Leistungsverluste, höhere Leistungsdichten sowie einen effizienten Betrieb bei hohen Spannungen und Temperaturen. Anwendungen umfassen Antriebsumrichter, Bordladegeräte und Ladestationen für Elektrofahrzeuge sowie stationäre Speichersysteme und Industrieantriebe.
SiC bleibt entscheidend für die Elektromobilität und die Ladeinfrastruktur
Für die Elektromobilität ist dieser Aspekt insbesondere hinsichtlich Skalierung und Herstellungskosten von Bedeutung. Größere Wafer ermöglichen bei jeder Produktionscharge die Herstellung mehrerer SiC-Chips, was langfristig eine kostengünstige Produktion in größeren Mengen ermöglichen könnte. Infineon hat jedoch keine konkreten Angaben zu möglichen Kostensenkungen für einzelne Komponenten gemacht.
Gleichzeitig arbeitet das Unternehmen auch an einer effizienteren Herstellung der SiC-Wafer selbst. An seinem Standort in Dresden hat Infineon die sogenannte Kaltspalttechnologie für 300-mm-SiC erfolgreich getestet. Diese Methode trennt die Wafer von einem SiC-Kristall mit geringerem Materialverlust und kürzeren Bearbeitungszeiten im Vergleich zur herkömmlichen Drahtsägetechnik. Dadurch können aus demselben Kristall mehr Wafer gewonnen werden.
Dieser Meilenstein bei SiC baut auf Infineons 300-mm-Strategie in Villach auf. Dort hatte das Unternehmen bereits den Übergang von 200-mm- zu 300-mm-Wafern für Galliumnitrid vorbereitet und Ende Oktober angekündigt, bis 2034 rund 1,1 Milliarden Euro in diesen Standort zu investieren. Die Massenproduktion von GaN-Leistungselektronik auf 300-mm-Wafern soll Ende 2027 beginnen.
Mit SiC überträgt Infineon diesen Fertigungsansatz nun auf ein weiteres Material mit breitem Bandabstand. Das Unternehmen stellt somit Leistungselektronikkomponenten auf Basis von Silizium, Galliumnitrid und Siliziumkarbid her und verwendet für alle drei Materialien die 300-mm-Technologie.