Die Galliumarsenid-(GaAs)-Hochleistungshalbleiter des Dresdner Unternehmens 3-5 Power Electronics überzeugen bei der Entwicklung von Ultraschnellladestationen für E-Fahrzeuge im Vergleich mit siliziumkarbidbasierten Chips. Die erste Produktfamilie wird bei Kunden in Europa und Asien getestet.
Hochleistungselektronik auf Galliumarsenid (GaAs)-Basis bietet das Potenzial, neuen Technologien zum Durchbruch zu verhelfen. In einer Untersuchung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zur Entwicklung von Ultraschnellladestationen für Elektrofahrzeuge überzeugten GaAs-Dioden der 3-5 Power Electronics GmbH (35PE) Dresden. „Im Vergleich mit siliziumkarbid-basierten (SiC) Produkten zeigten die Versuche, dass Schaltungen deutlich effizienter aufgebaut werden können und die Verluste gegen Null tendieren“, informieren die 35PE-Geschäftsführer Dr. Gerhard Bolenz und Dr. Volker Dudek. In einem Folgeprojekt mit einem Ladesäulenhersteller und einem weiteren Forschungspartner werden die GaAs-Dioden praktisch getestet.
Mit diesen Hochleistungshalbleitern, die nahezu strom- und spannungslos schalten, hat 35PE seit Inbetriebnahme der Fertigung im Frühjahr 2018 eine erste eigene Produktfamilie geschaffen. „Diese sogenannten softschaltenden Applikationen eignen sich vor allem für Anwendungen in der Elektromobilität und in der Industrieelektronik, beispielsweise für das Plasmaschweißen. Erste Muster werden bereits bei potenziellen Kunden in Europa und Asien getestet“, erläutern die Geschäftsführer. Die ursprünglich auf Dioden im Bereich 600 Volt und 1200 Volt ausgelegte Produktfamilie wird aufgrund der Nachfrage um den 400-Volt-Bereich erweitert. Weiterhin arbeiten die Ingenieure an Hochleistungshalbleitern für hartschaltende Applikationen. Neben Automotive und Industrie werden hier u. a. Kunden im Bereich erneuerbarer Energien adressiert.
Mit Partnern den Sprung vom Start-up zum Produzenten bewältigen
Um den Sprung vom Start-up zum Produzenten zu bewältigen, setzt 35PE auf Kooperationen und hat dafür mit dem vom Bundesforschungsministerium unterstützten Innovationsforum „GaAs-Leistungselektronik“ wichtige Akteure für den Aufbau eines Kompetenz- und Fertigungsnetzwerks gewonnen. Foundrypartner ist ein deutsches Industrieunternehmen mit Kapazitäten für die Herstellung großer Mengen. Während in Dresden Wafer im LPE-Verfahren (Flüssigphasenepitaxie) zu Hochleistungshalbleitern veredelt werden, realisiert die Foundry die weitere Chipprozessierung der LPE-Wafer, Qualitätssicherung sowie Logistik und erweitert darüber hinaus als Second Source zu den LPE-Wafern die gesamte Waferkapazität im MOVPE-Verfahren (Gasphasenepitaxie).
Mit einem weiteren international aufgestellten Partner arbeitet 35PE im Bereich Marketing und Vertrieb zusammen und verfügt damit über Sales & Distribution-Vertretungen in Deutschland, China, Japan sowie in weiteren asiatischen Ländern. Die Kooperation erstreckt sich auch auf das Rekruting. „Wir sind aktiv auf der Suche nach Mitarbeitern und wollen u. a. den Laborbereich mit Mess- und Prüfleistungen in Dresden erweitern. Mitstreiter mit gutem technischem Background und Motivation sind bei uns willkommen“, laden die Geschäftsführer ein. Aktuell beschäftigt 35PE sieben Mitarbeiter inhouse sowie zwei externe Experten. Mit weiter steigendem Kundeninteresse ist in den nächsten Jahren eine Aufstockung auf ca. 20 Mitarbeiter geplant.
Über 35PE
3-5 Power Electronics (35PE) erweitert den Bereich der Leistungselektronik mit einer innovativen Galliumarsenid-Halbleitertechnologie und trägt damit zur Steigerung der Energieeffizienz bei. Zur Fertigung von Leistungshalbleitern für hohe Spannungen/Stromstärken hat das Unternehmen einen neuartigen Prozess zur Aufbringung dicker GaAs-Schichten auf GaAs-Substrate entwickelt. Durch das neue Verfahren sollen die Gesamtkosten zur Fertigung effizienter Leistungsgeräte deutlich verringert werden. 35PE wurde Ende 2015 gegründet; das Führungsteam des Unternehmens besteht aus Experten mit langjähriger internationaler Halbleitererfahrung in der Technologieentwicklung sowie in Aufbau und Führung von Halbleiterunternehmen und wird von prominenten Investoren unterstützt. Der Sitz des Unternehmens befindet sich in Dresden, Deutschland.
