Imec Lanceert Innovatief Programma voor 300 mm GaN Technologie

Wetenschappelijke doorbraak in de wereld van kracht-elektronica

Imec, het gerenommeerde onderzoeksinstituut op het gebied van nano-elektronica en digitale technologieën, heeft een nieuwe tak van zijn open innovatieprogramma gelanceerd, gericht op Gallium Nitride (GaN) technologie op 300 mm wafers voor zowel lage als hoge spanning kracht-elektronica. Deze initiatieven zijn onderdeel van het Industrial Affiliation Program (IIAP) van GaN en hebben als doel niet alleen de kosten te verlagen door over te schakelen van 200 mm naar 300 mm, maar ook om de mogelijkheden van GaN in praktische toepassingen naar een hoger niveau te tillen.

Partnerschappen voor Succes

De lancering van dit programma komt met de toetreding van AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys en Veeco als eerste partners. Dit benadrukt dat de overstap naar 300 mm een compleet ecosysteem omvat dat zich richt op epitaxie, processen, ontwerp, metrologie en verpakking.

De Belang van 300 mm in GaN Technologie

In de afgelopen jaren heeft GaN zich bewezen met snellere laders en efficiëntere voedingen. De voordelen zijn duidelijk: GaN biedt een hogere vermogensdichtheid en betere conversie-efficiëntie vergeleken met traditionele siliciumtechnologieën, wat resulteert in compactere en lichtere oplossingen. Imec zet nu de stap van 200 mm naar 300 mm, wat veel meer met zich meebrengt dan alleen een toename in productiecapaciteit.

De overstap naar 300 mm stelt Imec in staat om gebruik te maken van geavanceerdere apparatuur en methodologieën die zijn ontwikkeld voor CMOS, wat leidt tot een betere uniformiteit en hogere opbrengsten per productiecyclus.

Wat Is de Toekomstige Ontwikkeling voor Imec?

Imec heeft een tweeledig technisch programma geïnitieerd:

1. Basisplatform voor lage spanning (≈ 100 V en hoger)

   • Architectuur: Lateral p-GaN HEMT
   • Substraat: Silicon 300 mm (Si(111))
   • Focus: Het opzetten van een reproduceerbaar platform voor point-of-load (PoL) converters in veeleisende computertoepassingen.

2. Evolutie naar hoge spanning (≥ 650 V)

   • Substraten: QST® (met een polycrystalline AlN-kern) dat compatibel is met CMOS, in 300 mm formaat.
   • Uitdagingen: Mechanische controle van de wafers en de weerstand tijdens de overstap naar grotere diameters.

Imec’s Toekomstvisie

Imec streeft ernaar om de 300 mm capaciteit volledig operationeel te hebben voordat 2025 ten einde loopt. Dit sluit aan bij hun bredere visie om GaN-technologie toegankelijker en competitiever te maken in verschillende markten, van automotive en telecom tot datacenters en zonnetechnologie.

Impact op de Krachtvoorzieningsketen

Als de bedoeling van 300 mm GaN waar wordt gemaakt, kan de kosteneffectiviteit van voedingen in sectoren zoals snelle laders, servers en telecommunicatie aanzienlijk verbeteren. Met 300 mm wafers kan de industrie niet alleen de vermogensdichtheid en efficiëntie verbeteren, maar ook de algehele systeemkosten verlagen.

Conclusie

Imec’s stap naar 300 mm GaN technologie biedt een veelbelovende toekomst voor de kracht-elektronica industrie. Met de aankomende ontwikkelingen en partnerschappen kan de impact van deze technologie op duurzame energie en elektrificatie niet worden onderschat. Het zou echter niet eenvoudig zijn; er blijven aanzienlijke uitdagingen bestaan die het team van Imec samen met zijn partners moet aanpakken om deze ambitieuze doelen te realiseren.