IsoGap und SiC-DCBreaker: Der Bund fördert die Forschung mit 3 Mio. €.

| Redakteur: Gerd Kucera

Thomas Harder, ECPE e.V.: „Die zahlreichen Vorteile von WBG-Leistungshalbleitern lassen sich nur dann vollständig nutzen, wenn auch die Aufbau- und Verbindungstechnik sowie die passiven Bauteile eine entsprechende Weiterentwicklung erfahren haben.“
Thomas Harder, ECPE e.V.: „Die zahlreichen Vorteile von WBG-Leistungshalbleitern lassen sich nur dann vollständig nutzen, wenn auch die Aufbau- und Verbindungstechnik sowie die passiven Bauteile eine entsprechende Weiterentwicklung erfahren haben.“ (Bild: ECPE e.V.)

IsoGap und SiC-DCBreaker sind zwei weitere BMBF-Projekte mit einer Laufzeit von drei Jahren, die derzeit im Mittelpunkt des ECPE e.V stehen. Der Bund fördert die Forschung mit 3 Mio. €.

Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme zur Internationalisierung von Spitzenclustern, Zukunftsprojekten und vergleichbaren Netzwerken koordiniert der Cluster Leistungselektronik eine internationale Forschungskooperation zwischen Cluster-Akteuren und einem Industriekonsortium um die Universität Osaka in Japan. Im IsoGap-Projekt geht es um Hochtemperaturmaterialien und Zuverlässigkeitstests für die neue Generation der Wide-Bandgap-Leistungselektronik.

In einer zweijährigen Konzeptionsphase hat der Cluster Leistungselektronik im ECPE e.V. mit Sitz in Nürnberg gemeinsam mit ausgewählten Cluster-Akteuren ein Internationalisierungskonzept für eine Forschungskooperation mit Japan ausgearbeitet. Im Kern geht es um neuartige Leistungshalbleiter mit großem Bandabstand (Siliziumkarbid und Galliumnitrid) und deren Systemintegration. In der nun folgenden Umsetzungsphase der Cluster-Internationalisierung wurden zum 1. August 2018 zwei BMBF-Verbundvorhaben, IsoGap und SiC-DCBreaker, mit einer Laufzeit von drei Jahren und einer Fördersumme von insgesamt 3 Mio. € gestartet.

Im Projekt IsoGap arbeiten auf deutscher Seite die Verbundpartner Conti Temic microelectronic GmbH, Rogers Germany GmbH, Plasma Parylene Systems GmbH, Zestron/Dr. O.K. Wack Chemie GmbH, das Institut IALB der Universität Bremen, das Fraunhofer-Institut IISB sowie der Cluster Leistungselek-tronik im ECPE e.V. speziell an Isolationssystemen für hochintegrierte Wide-Bandgap-Leistungshalbleiter-Module sowie an erweiterten Zuverlässigkeitstests. Das japanische Teilkonsortium wird von der Universität Osaka koordiniert und umfasst bedeutende Materialunternehmen für die Hochtemperatur-Aufbau- und -Verbindungstechnik. Das deutsche Teilkonsortium wird im Rahmen der o.g. Fördermaßnahme durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Im Projekt SiC-DCBreaker geht es um elektronische Trennschalter für Gleichstromnetze basierend auf SiC-Technologie. Hierbei koordiniert der Cluster Leistungselektronik eine internationale Forschungskooperation zwischen Cluster-Akteuren und dem japanischen Leistungselektronik-Konsortium NPERC-J mit Sitz in Tokio. Im Projekt SiC-DCBreaker arbeiten auf deutscher Seite die Verbundpartner Infineon Technologies AG, Robert Bosch GmbH, Grass Power Electronics GmbH, E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, das Institut IALB der Universität Bremen, das Fraunhofer-Institut IISB sowie der Cluster Leistungselektronik im ECPE e.V. an SiC-basierten Trennschaltern (Circuit Breaker) für Gleichstromnetze in Hochvolt-Bordnetzen von Elektrofahrzeugen sowie Anwendungen in DC-Gebäudenetzen mit Photovoltaikversorgung. Das japanische Teilkonsortium umfasst Universitäts- und Industriepartner aus dem NPERC-J-Konsortium (New Generation Power Electronics & System Research Consortium Japan).

15 Jahre Wegbereiter der Leistungselektronik

Als im Jahr 2003 das Europäische Forschungsnetzwerk für Leistungselektronik (ECPE; European Center for Power Electronics e.V.) mit Sitz in Nürnberg von den acht führenden Unternehmen Infineon Technologies, SEMIKRON Elektronik, EPCOS, Siemens, STMicroelectronics, Conti Temic microelectronic, NMB-Minebea und SEW-EURODRIVE gegründet wurde, ahnten nur wenige Akteure der Branche, dass sich das Netzwerk so erfolgreich entwickeln wird mit heute 180 Mitgliedsorganisationen, davon 91 Industrieunternehmen, die über ihren Mitgliedsbeitrag im ECPE e.V. eine nachhaltige Finanzierung des Netzwerks sicherstellen. Dazu kommen 97 Universitäts- und Forschungsinstitute, darunter allein acht Fraunhofer-Institute, die dem Forschungsnetzwerk als sogenannte ECPE Competence Centre angehören.

Thomas Harder, der seit 2003 Geschäftsführer des ECPE ist, erinnert sich: „Zur Gründerzeit war es eine große Herausforderung, den Stellenwert der Leistungselektronik deutlich zu machen. Trotz der schon damals vielfältigen Einsatzgebiete hatte die Leistungselektronik aber ein Image-Problem.“

Aber getrieben durch die Megatrends zur Steigerung der Energieeffizienz, zum Einsatz erneuerbarer Energien und dann später zur Elektromobilität hat sich die Bedeutung der Leistungselektronik sowie deren Wahrnehmung stark verändert. Das Thema ist aus der Nische ins Rampenlicht gerückt.

Als eine europäische Technologie- und Innovationsplattform betreibt ECPE ein netzwerkinternes Programm der industriefinanzierten Gemeinschaftsforschung und erstellt Forschungs- und Technologie-Roadmaps für eine strategische Forschungsagenda mit den Forschungseinrichtungen gemäß den Anforderungen der europäischen Leistungselek-tronik-Industrie. Das vielfältige Aus- und Weiterbildungsprogramm des ECPE umfasst ein breites Spektrum an aktuellen Themen, wobei mit den angebotenen Workshops und Schulungen gezielt Ingenieure aus der Industrie angesprochen werden sollen.

Ein besonderer Event der ECPE-Workshops ist das SiC & GaN User Forum, auf dem das Potenzial von Wide-Bandgap-Leistungshalbleitern für verschiedene Anwendungen diskutiert wird. Experten aus Industrie und Wissenschaft zeigen den aktuellen Stand der Technik, Trends sowie die Ergebnisse ihrer Forschung und Entwicklung.

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