Großserienverarbeitung von 300-Millimeter-Siliziumkarbid-Substraten

Infineon beherrscht nun alle drei Materialien in 300 mm: Silizium, Siliziumkarbid und Galliumnitrid.

Infineon Technologies hat funktionale Leistungsbauelemente auf 300-Millimeter-Siliziumkarbid-Wafern (SiC) hergestellt und damit eine dimensionale Skalierung in der Halbleiterfertigung eingeleitet. Dieser Hardware-Meilenstein ist darauf ausgelegt, Hochspannungskomponenten für Antriebswechselrichter in Elektrofahrzeugen, erneuerbare Energiespeicher und Festkörpertransformatoren in Rechenzentren für künstliche Intelligenz bereitzustellen.

Dimensionale Wafer-Skalierung und Fertigungsintegration
Der Übergang vom aktuellen 200-Millimeter-Standard zu einem 300-Millimeter-Format liefert etwa 2,3-mal mehr Halbleiterchips pro Wafer. Die ersten funktionalen Bauelemente wurden im Werk des Unternehmens im österreichischen Villach verarbeitet. Dieser Produktionslauf wurde durchgeführt, indem bestehende 300-Millimeter-Silizium-(Si)-Fertigungsanlagen angepasst wurden, um den besonderen thermodynamischen und chemischen Eigenschaften von Siliziumkarbid gerecht zu werden. Die Nutzung etablierter Silizium-Großserienanlagen ermöglicht einen beschleunigten Industrialisierungszeitplan und stabilisiert die globale Lieferkette für Hochleistungskomponenten.

Materialspaltung und Ausbeuteoptimierung
Parallel zur Bauelementefertigung validierte das Unternehmen seine Cold-Split-Technologie für 300-Millimeter-SiC-Boules am Standort Dresden in Deutschland. Das herkömmliche SiC-Wafering beruht auf mechanischem Drahtsägen, das einen erheblichen Schnittverlust verursacht – dabei geht wertvolles kristallines Material als Staub verloren. Die Cold-Split-Methode nutzt laserinduzierte Spannungen, um die Wafer vom Boule abzuspalten, wodurch der Materialabfall deutlich reduziert und die Bearbeitungszeit verkürzt wird. Diese strukturelle Trenntechnik maximiert die Ausbeute an nutzbaren Substraten aus einem einzigen Kristall und senkt die erforderlichen Investitionsausgaben pro verarbeitetem Wafer.

Wide-Bandgap-Anwendungsökosystem
Siliziumkarbid ist ein entscheidendes Material für die hocheffiziente Energieumwandlung. Im Vergleich zu Standard-Silizium ermöglicht die größere Bandlücke (Wide-Bandgap) von SiC geringere Schaltverluste, eine höhere Leistungsdichte und einen stabilen Betrieb unter erhöhten thermischen und elektrischen Belastungen. Diese elektrischen Eigenschaften sind für leistungsstarke On-Board-Ladegeräte, Industrieantriebe und unterbrechungsfreie Stromversorgungen zwingend erforderlich. Die verarbeiteten 300-Millimeter-SiC-Wafer werden auf der Fachmesse electronica ausgestellt, die vom 10. bis 13. November 2026 in München, Deutschland, stattfindet.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht in der ursprünglichen Pressemitteilung enthalten sind.

Auf dem Markt für Wide-Bandgap-Halbleiter nutzt der vorherrschende Fertigungsstandard für Siliziumkarbid 200-Millimeter-Substrate (8 Zoll). Wettbewerber wie Wolfspeed, STMicroelectronics und Onsemi haben kürzlich ihre primären Fertigungsarchitekturen auf den 200-Millimeter-Standard konsolidiert, um die Chip-Ausbeute und die Skaleneffekte zu verbessern. Die Skalierung auf eine 300-Millimeter-SiC-Architektur (12 Zoll) stellt eine enorme werkstofftechnische Herausforderung dar, vor allem wegen der thermodynamischen Schwierigkeit, defektfreie SiC-Boules mit größeren Durchmessern zu züchten, ohne Basalebenen-Versetzungen einzuführen. Durch die erfolgreiche Verarbeitung im 300-Millimeter-Maßstab vergrößert sich die verfügbare geometrische Oberfläche im Vergleich zu den 200-Millimeter-Benchmarks um 130 Prozent. Diese dimensionale Erweiterung zielt direkt auf das hohe Kosten-pro-Chip-Verhältnis ab, das die SiC-Integration in kostensensiblen Elektrofahrzeug- und Industrieautomatisierungsarchitekturen in der Vergangenheit eingeschränkt hat.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

www.infineon.com