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Nr 4 2023 www markttechnik de Aktuell Nachrichten 3 Fortsetzung von Seite 1 Galliumnitrid auf dem Weg letzte Puzzlestück um Indus trie und Automobilkunden da von zu überzeugen auf GaN umzusteigen« so Marcon der 2011 zum Thema Zuverlässig keit bei GaN promovierte Dass Galliumnitrid sogar das zuverlässigste Halbleiter material werden könnte erklärt Professor Florin Udrea CTO und Mitgründer von Cam bridge GaN Devices folgen dermaßen »GaN ist sehr effi zient weshalb die Sperr schichttemperaturen niedriger sein können als bei Silizium Demzufolge sind GaNBau steine auch viel zuverlässiger weil laut Arrhenius die Zuver lässigkeit mit steigender Tem peratur exponentiell ab nimmt « > Integration steigert Zuverlässigkeit Ein weiterer Grund für die hohe Zuverlässig keit von Galliumnitrid ergibt sich inhärent aus der lateralen Bauteilstruktur »Wir können Schutz funktionen monolithisch auf dem Chip integrie ren was bei vertikalen Leistungsbauelementen einfach unmöglich ist also weder bei Silizium noch bei Siliziumkarbid« betont Gene Sheridan CEO und Mitgründer von Navitas Semiconductor Schutz vor Überspannung Überstrom Übertemperatur Kurzschluss sowie Schutz des Gate und ESDSchutz für alle Pins seien laut Sheridan funda mentale Merkmale die die Zu verlässigkeit von Galliumnitrid erhöhen Und noch einen Aspekt schält Sheridan heraus »Zu verlässigkeit ist immer umge kehrt proportional zur Anzahl der Verbindungsstellen Wenn es gelingt manuelle Arbeits schritte zu reduzieren die An zahl der Komponenten zu ver ringern und die Anzahl der Verbindungsstellen auf Sys temebene zu verringern wird die Zuverlässigkeit über den reinen Transistor hinaus erheb lich verbessert « Das betrifft seiner Meinung nach Kühlkör per die bei GaN oft überflüssig werden sowie passive Kompo nenten die kleiner werden und sich dadurch automatisch per Pick and Place oberflächen montiert platzieren oder sogar in den GaNIC integrieren las sen Aber nicht alles muss not wendigerweise monolithisch integriert werden so die ein hellige Meinung der Experten – vor allem bei Halbbrücken Dies ist sehr wünschenswert denn 70 bis 80 Prozent aller leistungselektronischen Sys teme beruhen auf Halbbrü ckenKonzepten »Bei Infineon packen wir immer einen Silizi umchip ins gleiche Gehäuse weil sich komplexere Funktio nen leichter in einer CMOSTechnologie in Sili zium fertigen lassen« stellt Dr Gerald Deboy Di stinguished Engineer Power Discretes klar »In Galliumnitrid integrieren wir nur das was unbe dingt dort erforderlich ist « Darunter fallen laut Deboy neben den bereits genannten Mess und Schutzfunktionen auch die PulldownTransisto ren Eine solche hybride Integration ist laut Pro fessor Udrea sehr effektiv denn zwei laterale Bau teilstrukturen – also Galliumnitrid einerseits und CMOS in Silizium andererseits – ließen sich leicht »verheiraten« weil man sich keine Gedanken um die Kontaktierung der Rückseite des Substrats ma chen müsse Dennoch gibt Ud rea die monolithische Integra tion von Halbbrücken als mittelfristiges Ziel aus Als neues Halbleitermate rial zeigt Galliumnitrid aller dings auch neuartige Ausfall mechanismen »Es gibt zum Beispiel dielektrische Durch schlagsmechanismen bei HTRB die bei Silizium nicht existieren Auch der dynami sche Einschaltwiderstand ist ein Thema das es nur bei Gal liumnitrid gibt« gibt Dr De boy zu bedenken »Deshalb ha ben wir uns dazu entschlossen EndofLifeTests durchzufüh ren Komponenten also wirk lich sterben zu lassen Dann schauen wir uns die Grundge samtheit an und erstellen dar aus Weibull Mehr Informationen erhalten Sie hier HIOKI EUROPE GmbH Helfmann-Park 2 65760 Eschborn hioki@hioki eu www hioki eu Japanische Präzision seit 1935 Logger Dir einen HIOKI MR6000 – Datenerfassung mit bis zu • 24 bit Abtasttiefe • 200 MS s Abtastrate • 1000 V DC an isolierten Eingängen Seite 8 Dr Denis Marcon Innoscience Europe »Felderfahrung ist das letzte Puzzlestück um Industrieund Automobilkunden davon zu überzeugen auf GaN umzusteigen « Gene Sheridan Navitas Semiconductor »Mit GaN können wir alten Wafer-Fabs neues Leben einhauchen – und zwar für Jahrzehnte – und das in der Hälfte der Zeit die für den Bau einer neuen Fab benötigt wird «