Infineon prozessiert erstmals SiC auf 300-mm-Wafern
Infineon hat erstmals funktionsfähige SiC-Leistungsbauelemente auf 300-Millimeter-Wafern gefertigt. Der größere Waferdurchmesser soll die Produktion effizienter machen und langfristig die Versorgung für Anwendungen unter anderem in E-Autos und Ladeinfrastruktur verbessern.
300-mm-SiC-Wafer ermöglicht 2,3-mal mehr Chips als 200 mm.
Bild: Infineon
Der Halbleiterhersteller hat die 300-Millimeter-Siliziumkarbid-Wafer in seinem Werk im österreichischen Villach unter realen Fertigungsbedingungen prozessiert. Nach eigenen Angaben ist Infineon damit das erste Unternehmen, dem dieser Schritt in einer Halbleiterfertigung gelungen ist. Dabei kamen bestehende Fertigungsanlagen zum Einsatz, die auch für Silizium genutzt werden können.
Der zentrale Vorteil der größeren Wafer liegt in der Ausbeute: Ein 300-Millimeter-Wafer ermöglicht laut Infineon rund 2,3-mal so viele Chips wie ein 200-Millimeter-Wafer. Dadurch lässt sich die Fertigung perspektivisch effizienter skalieren. Einen konkreten Zeitpunkt für den Produktionshochlauf nennt Infineon allerdings noch nicht. Diesen will das Unternehmen gemeinsam mit Kunden und Partnern festlegen. Parallel soll die bestehende Roadmap für die 200-Millimeter-SiC-Fertigung weiter umgesetzt werden.
Siliziumkarbid gehört aktuell zu den wichtigsten Wide-Bandgap-Materialien für Leistungselektronik. Gegenüber klassischem Silizium ermöglicht SiC geringere Leistungsverluste, höhere Leistungsdichten sowie einen effizienten Betrieb bei hohen Spannungen und Temperaturen. Einsatzfelder sind unter anderem Traktionswechselrichter, On-Board-Lader und Ladestationen für Elektrofahrzeuge sowie stationäre Speicher und Industrieantriebe.
SiC bleibt für E-Mobilität und Ladeinfrastruktur wichtig
Für die Elektromobilität ist dieser Schritt vor allem mit Blick auf Skalierung und Fertigungskosten relevant. Größere Wafer können mehr SiC-Chips pro Fertigungsdurchlauf ermöglichen und damit langfristig die wirtschaftliche Produktion größerer Stückzahlen erleichtern. Konkrete Aussagen zu möglichen Kostensenkungen für einzelne Bauteile macht Infineon jedoch nicht.
Parallel arbeitet der Konzern auch an der effizienteren Herstellung der SiC-Wafer selbst. Am Standort Dresden hat Infineon die sogenannte Cold-Split-Technologie für 300-Millimeter-SiC erfolgreich erprobt. Dabei werden Wafer aus einem SiC-Kristall mit geringerem Materialverlust und kürzerer Bearbeitungszeit abgetrennt als beim herkömmlichen Drahtsägen. Dadurch sollen sich aus demselben Kristall mehr Wafer gewinnen lassen.
Der SiC-Meilenstein knüpft an Infineons 300-Millimeter-Strategie in Villachan. Dort hatte das Unternehmen bereits bei Galliumnitrid den Wechsel von 200- auf 300-Millimeter-Wafer vorbereitet und Ende Oktober angekündigt, bis 2034 rund 1,1 Milliarden Euro in den Standort zu investieren. Die Hochvolumenfertigung für GaN-Leistungshalbleiter auf 300-Millimeter-Wafern soll Ende 2027 starten.
Mit SiC überträgt Infineon diesen Fertigungsansatz nun auf ein zweites Wide-Bandgap-Material. Das Unternehmen produziert damit Leistungshalbleiter auf Basis von Silizium, Galliumnitrid und Siliziumkarbid und setzt bei allen drei Materialien auf die 300-Millimeter-Technologie.