EEMCO als europäische Quelle für Siliziumkarbid.
EBNER.blog | Stefan Defregger, EEMCO
EEMCO als europäische Quelle für Siliziumkarbid.
Die nächste Generation von energiesparenden hochtechnologischen Materialien für die Halbleiter-Industrie.
EEMCO wurde Ende 2020 gegründet und ist Teil der Business Unit Advanced Materials in der EBNER GROUP.
Im Zuge von 12-jähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit, die der Konstruktion und Herstellung von Kristallzuchtanlagen gewidmet wurde, ist es gelungen, spezielle Ofenanlagen für das Züchten von SiC Einkristallen durch das 4H-Verfahren zu entwickeln. Inzwischen wird der nächste Entwicklungsschritt in der Herstellung von 8“ 4H SiC Einkristallen gemacht. Diese Kristalle werden in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, insbesondere in den Bereichen Automobil, Industrie und erneuerbare Energien.
Derzeit betreibt EEMCO 15 Forschungsöfen, in denen SiC Einkristalle im PVT-Verfahren (Physical Vapor Transport) gezüchtet werden. Bei diesem Verfahren wird ein Einkristall während einer SiC-Gastransportphase gezüchtet. Das Ziel von EEMCO ist, als erstes unabhängiges Unternehmen in Europa, diese Art von SiC-Kristalle als strategisches High-Tech-Produkt herzustellen und eine hochwertige Alternative zu Lieferanten aus der USA oder China zu bieten. Als nachhaltiges und energiesparendes Produkt leistet SiC zudem einen bedeutenden Beitrag zur Reduzierung von CO2 in einer Vielzahl von Marktbereichen und Endverbraucherprodukten.
EEMCO Produkt
EEMCO hat sich auf die Herstellung von hochwertigen 6“ und 8“ Pucks spezialisiert, und setzt dabei eigens entwickelte Öfen und Verfahrenstechnologien ein.
Im Vergleich zu 6“-Wafern bieten 8“-Wafer eine erhebliche Kapazitätssteigerung. Sie bieten fast die doppelte Nutzfläche für die Herstellung integrierter Schaltkreise und liefern 1,8 bis 1,9 Mal so viele Chips. Darüber hinaus erfüllt EEMCO die Anforderungen für dünne Wafertechnologien und somit eine Reduzierung der Waferdicke um mindestens den Faktor drei.
Ein wesentliches Kriterium für den wirtschaftlichen Einsatz von SiC-Einkristallen ist, dass die Fehlerdichte in einem einzigen Einkristall so gering wie möglich gehalten werden muss. Gleichzeitig muss der Wafer so groß wie möglich sein (ein 6“-Wafer ist heute Standard, 8“-Wafer werden demnächst eingeführt). Dies erfordert eine absolute Beherrschung der komplexen Technologie der Kristallzucht, wie sie von EEMCO angeboten wird.
EEMCO Technologie
Die EEMCO Technologie basiert auf einem entwickelten Prozessmodell für 6“ und 8“ pucks. Es werden eigens entwickelte SiC-Pulver und Granulate verwendet.
EEMCO Märkte und Anwendungen
Automobilindustrie
Die Nachfrage nach elektrischen Antrieben in Kraftfahrzeugen steigt rapide an, und mit einem Marktanteil von mehr als 60 % sind sie der bei weitem wichtigste Faktor auf dem Markt für elektronische Hochleistungsgeräte. Dies hat zu einer steigenden Nachfrage nach hocheffizienten Halbleitern für den Einsatz in Elektro-/Hybridfahrzeugen (EV/HEV) geführt. Der höhere Wirkungsgrad und die höhere Leistungsdichte von SiC führen zu größeren Reichweiten, besser-dimensionierten Systemen und reduzierten Ladezeiten. Typische Anwendungen sind hocheffiziente Inverter, On-Board-Ladeelektronik, Booster und DC/DC-Wandler.
Hochleistungselektronik
Bei einer Vielzahl industrieller Anwendungen ist eine Hilfsstromversorgung erforderlich. Zu diesen Anwendungen gehören u.a. Antriebsmotoren, Umrichter und Industrieanlagen (einschließlich Robotik). Mit seinen einzigartigen Eigenschaften hat SiC einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Leistung dieser Systeme gemacht. Typische Bauelemente, die auf der SiC-Technologie basieren, reichen von Schottky-Dioden (auch Schottky-Barriere-Dioden oder SBDs genannt) bis zu Sperrschicht- Feldeffekttransistoren (SFETs) und MOSFETs. In der Tat werden SiC-SBDs häufi g in IGBT-Leistungsmodulen und Leistungsfaktorkorrekturfiltern (PFC) eingesetzt. In diesen Anwendungen erhöht SiC nicht nur die Effizienz, sondern verringert auch die notwendige Kühlleistung. Zusätzlich wird die Konstruktion des Gerätes durch eine Reduzierung der Anzahl der passiven Komponenten vereinfacht und somit einfachere Designs ermöglicht – ohne die Leistung zu verringern. Diese Eigenschaften sind auch in der IT-Branche, insbesondere in Rechenzentren, sehr nützlich.
Erneuerbare Energien
Solarenergie, Windenergie und die Speicherung erneuerbarer Energien sind Marktsegmente, die ein bemerkenswertes Wachstum aufweisen. Obwohl SiC-Produkte seit vielen Jahren für Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien bevorzugt werden, haben aktuelle Klima- und Energiekrisen die Nachfrage nach alternativen Energiequellen noch weiter verstärkt. Zu den gängigen Anwendungen gehören hocheffiziente elektronische Leistungsgeräte wie Wechselrichter und Booster (Leistungswandler), sowie kritische Komponenten
für Energieumwandlungs- und Energiespeichersysteme. Die typischen Ladeverluste für solche Geräte liegen zwischen 6 % und 9 % – Werte, die durch die Anwendung von SiC-basierten Technologien drastisch reduziert werden können. SiC-basierte Technologien verringern den Bedarf an komplexen Schaltkreisen, somit werden insgesamt weniger Komponenten erforderlich und Ladeverluste minimiert.
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