Infineon plant in Villach eine Hochvolumenfertigung für Galliumnitrid-Leistungshalbleiter auf 300-Millimeter-Wafern. Die EU-Kommission hat dafür 319 Millionen Euro österreichische Beihilfe genehmigt. Der Ausbau soll die Herstellung effizienter Stromversorgungskomponenten wirtschaftlicher machen. Für die Industrie eröffnet das Perspektiven bei Netzteilen, Ladegeräten und elektrischen Antrieben.
Die Europäische Kommission gab jetzt grünes Licht für die staatliche Unterstützung des Projekts „Empowering Fab“. Die Förderung stammt aus Österreich und dient der Modernisierung des bestehenden Infineon-Standorts in Kärnten. Die Kommission ordnet das Vorhaben als neuartige Fertigung innerhalb der EU ein und sieht darin einen Beitrag zu den Zielen des European Chips Act.
Infineon will bis 2034 rund 1,1 Milliarden Euro in vorhandene Reinraumflächen investieren. Der Produktionsstart ist bereits für Ende 2027 vorgesehen; der weitere Hochlauf soll sich an der Marktnachfrage orientieren. Nach Unternehmensangaben entsteht damit die weltweit erste Hochvolumenfertigung für GaN-Leistungshalbleiter auf Wafern mit 300 Millimeter Durchmesser. Zum Zeitpunkt der Ankündigung stand die formelle österreichische Förderzusage allerdings noch aus.
Mehr Chips pro Wafer
Den technologischen Ausgangspunkt hatte Infineon im September 2024 vorgestellt: die Fertigung von GaN-Leistungshalbleitern auf 300-Millimeter-Wafern in einer integrierten Pilotlinie in Villach. Gegenüber dem bisherigen Durchmesser von 200 Millimetern bietet die größere Scheibe nach Unternehmensangaben Platz für etwa die 2,3-fache Zahl an Chips. Rein geometrisch wächst die Fläche um den Faktor 2,25. Die tatsächliche Chipzahl hängt zusätzlich von Chipabmessungen und der Ausnutzung des Waferrands ab.
Der wirtschaftliche Nutzen liegt in der Verteilung vieler Fertigungskosten auf mehr Bauteile. Hinzu kommt, dass Infineon für die GaN-Technologie Anlagen aus der etablierten Fertigung auf 300-Millimeter-Siliziumwafern nutzen kann. Daraus ergibt sich Potenzial für niedrigere Stückkosten. Eine proportionale Senkung der Verkaufspreise lässt sich aus dem größeren Durchmesser allerdings nicht ableiten: Entscheidend bleiben auch Prozesskosten, Auslastung und die Ausbeute funktionsfähiger Chips.
Schnelle Schalter für kompakte Stromversorgungen
Galliumnitrid gehört zu den Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke. In der Leistungselektronik ermöglichen geeignete GaN-Transistoren schnelle Schaltvorgänge bei geringen Schaltverlusten. Dabei spielen unter anderem die geringen Gate-Ladungen und parasitären Kapazitäten eine Rolle. Höhere Schaltfrequenzen erlauben kleinere magnetische Bauteile wie Spulen und Transformatoren. So können Entwickler leistungsfähige Stromversorgungen auf weniger Raum unterbringen.
Das ist beispielsweise für Servernetzteile, Ladegeräte und kompakte Motorantriebe interessant. Schon kleine Verbesserungen des Wirkungsgrads können bei hoher Leistung spürbar ins Gewicht fallen. Ein vereinfachtes Rechenbeispiel: Eine Stromversorgung mit konstant 10 Kilowatt Ausgangsleistung verursacht bei 97 Prozent Wirkungsgrad rund 309 Watt Verlustleistung, bei 98 Prozent rund 204 Watt. Die Differenz beträgt etwa 105 Watt. Diese Rechnung illustriert die Größenordnung; sie ist keine Leistungsangabe für die angekündigten Infineon-Chips.
Die Anwendung entscheidet über das Material
GaN ergänzt das Spektrum aus Silizium und Siliziumkarbid. Welche Technologie passt, hängt insbesondere von Spannung, Leistung und Schaltfrequenz ab. GaN spielt seine Vorteile häufig bei hoher Schaltfrequenz und knappen Platzverhältnissen aus. Siliziumkarbid deckt auch deutlich höhere Spannungsklassen ab; Infineons derzeitiges Portfolio reicht hier bis 3,3 Kilovolt. Bewährte Siliziumbauteile bleiben für zahlreiche Anwendungen technisch und wirtschaftlich sinnvoll. Für industrielle Geräte zählt deshalb die Bilanz des vollständigen Systems, einschließlich Kühlung, passiver Bauteile und Ansteuerung.
Neue Bauteile verlangen angepasste Schaltungen
Die schnellen Schaltflanken stellen besondere Anforderungen an die Entwicklung. Gate-Treiber müssen zum jeweiligen GaN-Transistor passen und dessen zulässige Steuerspannung einhalten. Ein sorgfältiges Leiterplattenlayout begrenzt unerwünschte Kopplungen und Überschwinger. Auch die Totzeiten einer Halbbrücke verdienen Aufmerksamkeit: Zu lange Totzeiten erhöhen bei GaN die Verluste während der Rückwärtsleitung, zu kurze können einen gleichzeitigen leitenden Zustand beider Schalter verursachen. Ein bloßer Bauteiltausch nutzt das Potenzial daher selten vollständig.
Für die praktische Bewertung bieten sich Simulationen und Evaluierungsboards an. Hersteller wie Texas Instruments stellen dafür Verlustleistungsrechner, Modelle und Referenzdesigns bereit. Die Entwicklungsentscheidung sollte sich auf Messungen über den vorgesehenen Last- und Temperaturbereich stützen. Aus technischer Sicht gehört dazu auch die Prüfung, ob der höhere Aufwand für Ansteuerung und Layout durch geringere Verluste oder kleinere Baugruppen wirtschaftlich gerechtfertigt ist.
Förderung soll auch anderen Unternehmen nutzen
Die Kommission begründet ihre Zustimmung unter anderem mit einer nachgewiesenen Finanzierungslücke. Ohne die Unterstützung hätte Infineon die Investition nach ihrer Bewertung nicht in Europa vorgenommen. Zugleich hat sich das Unternehmen zu einer stärkeren Zusammenarbeit mit Start-ups, mittelständischen Betrieben, Hochschulen und Forschungseinrichtungen verpflichtet. Dazu zählen Zugänge zu Entwicklungskits und Laboren sowie Angebote für Ausbildung und Qualifizierung. Übertreffen projektbezogene Gewinne die bisherigen Erwartungen, soll Österreich daran beteiligt sein.
Für industrielle Abnehmer lässt sich daraus vor allem eine mittelfristige Perspektive ableiten: Eine größere europäische Fertigungsbasis kann die Beschaffung von GaN-Leistungshalbleitern erleichtern. Ob daraus günstigere und besser verfügbare Komponenten entstehen, hängt vom erfolgreichen Produktionshochlauf ab. Für kommende Gerätegenerationen lohnt sich daher die konkrete Systembewertung bereits heute. Die angekündigte Wafergröße allein ersetzt weder belastbare Bauteildaten noch die Qualifizierung für die jeweilige Anwendung.