Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Michael Basler, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF, hat für seine Forschung im Bereich der »monolithischen Integration von GaN-Leistungsschaltungen« den SEMIKRON Young Engineer Award 2022 gewonnen.
Bereits seit mehreren Jahren wird am Fraunhofer IAF an der monolithischen Integration im Bereich der Leistungselektronik geforscht. Hierbei geht es darum, mehrere Einzelkomponenten wie beispielsweise Leistungsbauelemente, Ansteuerung und Sensorik in einem Halbleiterchip zu integrieren. Die Schlüsselkomponente für die kompakte Aufbautechnik bildet aufgrund seiner vorteilhaften physikalischen Eigenschaften der Verbindungshalbleiter Galliumnitrid (GaN). Dieser wird auf dem industriell meist verwendeten und kostengünstigerem Halbleitermaterial Silizium (Si) gewachsen, was die Technologie insbesondere für eine kommerzielle Anwendung interessant macht.
Im Zuge seiner Dissertation ist es Michael Basler gelungen die GaN-auf-Si-Technologie durch wegweisende Konzepte voranzutreiben und unter anderem zwei innovative monolithisch integrierte GaN-Leistungsschaltungen zu realisieren. Diese vereinen einen synchronen Abwärtswandler mit Halbbrücke, Treiber und Steuerung für hochkompakte DC-DC-Wandlung sowie eine aktive Gleichrichterdiode mit Leistungsschalter, Steuerung und Hilfsstromversorgung für hochkompakte AC-DC-Gleichrichtung auf einem einzelnen Chip. Für diesen Fortschritt wurde er mit dem SEMIKRON Young Engineer Award 2022 ausgezeichnet. Seine Innovation stellt einen Meilenstein hin zu einer breiteren Nutzung der Technologie dar, z. B. in Ladegeräten. GaN-Leistungsschaltungen zeichnen sich nicht nur durch eine bessere Effizienz, sondern auch durch höhere Kompaktheit aus, was niedrigere Kosten und einen geringeren Ressourcenverbrauch ermöglicht.
Das Fraunhofer IAF stellte für seinen Erfolg die Weichen, so Basler, da er auf die große Expertise in der GaN-auf-Si-Technologie zurückgreifen konnte, die das Institut über Jahre hinweg aufgebaut habe. Des Weiteren sei es am Fraunhofer IAF möglich gewesen, mit viel Freiraum zu forschen und dadurch seine Entwicklungen voranzutreiben.
Gemeinsam mit dem SEMIKRON Innovation Award wird der SEMIKRON Young Engineer Award (für Forschende unter 30 Jahren) jährlich für herausragende Innovationen oder neuartige Konzepte in der Leistungselektronik von der SEMIKRON Foundation und dem ECPE-Netzwerk (European Center for Power Electronics) vergeben. Bedingung für die Preisvergabe ist ein gesellschaftlicher Nutzen, beispielsweise die Förderung des Umweltschutzes durch ressourcensparende Innovationen.