Optimierte Power-ICs Neuartige Leistungselektronik: Power2Power-Projekt erfolgreich abgeschlossen

Von Michael Eckstein

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Höherer Wirkungsgrad, längere Lebensdauer und geringere Kosten: Das von der EU geförderte europäische Kooperationsprojekt Power2Power hat nach Angaben von Koordinator Infineon wichtige Ergebnisse erzielt, die die Fertigung „deutlich verbesserter Leistungshalbleiter“ ermöglichen.

47 Konsortionalpartner haben im europäischen Kooperationsprojekt Power2Power neuartige Leistungselektronik erforscht und entwickelt.
47 Konsortionalpartner haben im europäischen Kooperationsprojekt Power2Power neuartige Leistungselektronik erforscht und entwickelt.
(Bild: Infineon Technologies)

Das europäische Kooperationsprojekt Power2Power ist nach Angaben der partizipierenden Partner erfolgreich abgeschlossen. In den vergangenen drei Jahren haben 43 Institutionen aus Industrie und Forschung gemeinsam neuartige Leistungshalbleiter mit höherer Leistungsdichte und Energieeffizienz entwickelt. Leistungshalbleiter werden in allen Phasen der Energieumwandlung benötigt: bei der Erzeugung, Übertragung und Nutzung von elektrischem Strom. Effizientere Halbleiter leisten einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der CO 2-Emissionen bei einem weltweit steigenden Energiebedarf. Universitäten, Forschungsinstitute, kleine und mittelständische Unternehmen sowie internationale Konzerne haben an dem Projekt teilgenommen. Power2Power wurde koordiniert von Infineon Technologies Dresden.

„Der Klimawandel ist die große Herausforderung unserer Zeit“, sagt Constanze Hufenbecher, Mitglied des Vorstands der Infineon Technologies AG und Chief Digital Transformation Officer. „Dekarbonisierung ist die einzige Möglichkeit, die Erderwärmung zu begrenzen und die Lebensgrundlagen künftiger Generationen zu erhalten. Um die globalen Klimaziele zu erreichen, müssen wir unser Energiesystem entlang der gesamten Energiekette umbauen. Dabei müssen wir alle drei verfügbaren Hebel konsequent nutzen: saubere Energieerzeugung ausbauen, Energieeffizienz deutlich steigern und Anwendungsbereiche elektrifizieren, die bisher von fossilen Brennstoffen dominiert werden.

Ergebnisse sollen in intelligentere Leistungselektronik einfließen

Die Arbeitsergebnisse von Power2Power ermöglichen es, mit der Produktion von intelligenter Leistungselektronik den Markt in Richtung energieeffizienter Anwendungen zu verändern. Sie leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Ziele der Europäischen Union, den CO2-Ausstoß zu verringern. Mit engen Partnerschaften und Investitionen in Innovationen hat das Kooperationsprojekt nach Ansicht der Partner dazu beigetragen, hochqualifizierte Arbeitsplätze zu sichern und zu schaffen, und unterstützte damit die Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung.

Power2Power hat laut Hufenbecher deutlich verbesserte Leistungshalbeiter für hohe Spannungen hervorgebracht. Die Silizium-basierten IGBT-Lösungen sollen sich auch durch Zuverlässigkeit und Robustheit auszeichnen, die insbesondere in Anwendungen für Verkehr und (Schwer-)Industrie benötigt werden: zum Beispiel in Batteriesystemen und Ladegeräten für Elektrofahrzeuge und Hochgeschwindigkeitsantriebe, in Stromversorgungslösungen für Schweißtechnik oder zur Einspeisung erneuerbarer Energien ins Netz.

Elektroautos: Signifikante Senkung des Energieverbrauchs möglich

Vor allem im Bereich der Elektromobilität sollen die vom Power2Power-Konsortium entwickelten Lösungen eine signifikante Senkung des Energieverbrauchs und die Energieumwandlung mit Wirkungsgraden von über 98 Prozent für Umrichter und Antriebsstränge in Elektrofahrzeugen ermöglichen. Ergebnisse des Kooperationsprojekts haben außerdem gezeigt, dass die Lebensdauer von Ladegeräten für Elektrofahrzeuge um das 1,5-fache verlängert oder die Kosten von Invertern für Züge um 30 Prozent gesenkt werden können. Die Europäische Union hat die Zusammenarbeit im Rahmen des ECSEL-Programms (Electronic Components and Systems for European Leadership) gefördert. Inzwischen hat das neue Joint Undertaking Key Digital Technologies (KDT) die laufenden Aktivitäten des ECSEL-Programms übernommen.

„Leistungselektronik ist eine der wichtigsten Schlüsselindustrien in Europa und spielt eine zentrale Rolle, wenn wir in Europa unsere Klimaziele erreichen wollen“, sagt Yves Gigase, Acting Executive Director des KDT Joint Undertaking. „Im Kooperationsprojekt Power2Power haben die 43 Konsortialpartner erfolgreich neuartige Lösungen entwickelt, die die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Mikroelektronikindustrie nachhaltig stärken und ihren Anteil am Weltmarkt erhöhen werden. Das Projekt hat vor allem die Technologie deutlich verbessert, was unter anderem zu einer höheren Zuverlässigkeit geführt hat, und eine Pilotlinie für die künftige Großserienproduktion von IGBT-Chips aufgebaut.“

74 Millionen Euro für bessere Leistungshalbleiter

Das Volumen des Power2Power-Projekts belief sich auf 74 Millionen Euro. Die Förderung aus Deutschland erfolgte durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie durch die beiden Bundesländer Sachsen und Thüringen. Die Partner aus den anderen sieben Ländern erhielten ebenfalls finanzielle Unterstützung von ihren nationalen Behörden. Eine detaillierte Übersicht mit Projektpartnern, Veröffentlichungen und Ergebnissen ist zu finden unter: www.power2power.eu

Im nächsten Projekt PowerizeD, das noch in diesem Januar startet, arbeitet ein Konsortium von 62 Partnern an der Digitalisierung von Anwendungen für Leistungselektronik innerhalb wichtiger technologischer Wertschöpfungsketten. Unter der Koordination von Infineon spielt die Zusammenarbeit zwischen den europäischen Regionen und Partnern der Wertschöpfungskette auch in diesem Projekt eine zentrale Rolle. PowerizeD ist ein nächster Schritt, um Europas Führungsrolle in wichtigen wirtschaftlichen und technologischen Bereichen zu sichern. (me)

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