Das können Leistungshalbleiter | Bit-Rauschen 2026/4

00:00:00: Herzlich willkommen zu Bittrauschen, der Prozessor-Podcast von CT.

00:00:04: In dieser Folge geht es um Leistungshalbleiter.

00:00:07: Die gelten als unscheinbar, doch nur dank großer Fortschritte gibt es heute überhaupt bezahlbare E-Autos, E-Bikes, superkompakte USB-C-Ladegeräte oder auch gigantische KI-Rechenzentren.

00:00:19: Was diese allgegenwärtigen Halbleiter können und wie sie sich weiterentwickeln, besprechen wir gleich.

00:00:39: Hallo, mein Name ist Carsten Spille.

00:00:42: Heute spreche ich mit meinem CT-Kollegen Christoph Windeck, der schon vor thirty-fünf Jahren für seine Diplomarbeit an Waveharn einer Chipfabrik messen durfte.

00:00:50: Moin Christoph!

00:00:51: Ja, moin.

00:00:54: Die Fabrik in Heilbronn, die gibt es schon gar nicht mehr.

00:00:56: Telefonken damals.

00:00:58: Aber da durfte ich wirklich mit Häubchen und so weiter, da meint es noch nicht so feine Strukturen, aber direkt in der Fab am Wäfer messen.

00:01:07: Spannend.

00:01:08: Also du weißt genau, wovon du sprichst.

00:01:11: Da hast du sogar die Fabrik

00:01:13: überlebt.

00:01:16: Seither hat sich viel getan und nicht immer hatte ich den... Puls direkt an der Zeit, am Puls der Zeit.

00:01:25: Nein, das Ohr am Puls der Zeit.

00:01:26: Das Ohr am Puls der Zeit.

00:01:28: Ja, aber so, ich glaube, ich habe schon ein paar Sachen, glaube ich, schon verstanden.

00:01:34: Und wir wollen ja heute auch genau über diese Weiterentwicklung sprechen, speziell von Leistungshalbleitern.

00:01:40: Weil du hast im Herbst ja auch eine Chipfabrik von Infinion besucht und warst da recht begeistert.

00:01:47: Was ist denn so toll daran?

00:01:50: Ja, also erst mal war das ein sehr netter Besuch, habe mich sehr gefreut.

00:01:58: Infinion ist der größte Chiphersteller Europas und eben man hört dann immer wieder, ja Europa kann ja bei Halbleitern nichts, aber das stimmt so pauschal überhaupt nicht.

00:02:10: Infinion ist ungefähr der zwölf größte derzeit Halbleiterhersteller der Welt.

00:02:15: Diese Reihenfolge hat sich durch den KI-Boom auch verschoben.

00:02:20: Die waren schon mal auf Platz zehn und dadurch, dass jetzt die DRAM Hersteller so viel größer geworden sind und aber auch andere hochgezogen sind, hat sich das ein bisschen verschoben.

00:02:31: Aber wie gesagt, wir haben bedeutende Chiphersteller auch in Europa und Infinion ist eben in einem bestimmten Aspekt sogar ziemlich führend.

00:02:41: Ich kann das jetzt nicht genau einordnen und das ist ja auch ein bisschen vertragt.

00:02:44: Deswegen reden wir ja heute drüber.

00:02:46: Aber das sind jedenfalls sehr innovative Bauteile.

00:02:49: Und es ist immer wieder schön, wenn man auch mal wirklich mitten in die Produktion darf.

00:02:53: Leider darf man dann da natürlich nicht fotografieren.

00:02:56: Aber bei vielen anderen Herstellern darf man ja nur diese Doven etwas langweiligen.

00:03:00: Window-Tours machen, wo man so reingucken darf.

00:03:03: Und hier waren wir wirklich dann in diesen lustigen Anzügen verpackt, irgendwie eine Stunde in dieser Fab unterwegs.

00:03:09: Das

00:03:09: kann man sich dann für unsere Zuhörer vielleicht so ein bisschen so vorstellen wie im Aquarium.

00:03:14: Man kann von draußen zugucken, was die Fische da machen, aber man hat kaum Interaktionsmöglichkeiten und ans Glas klopfen darf man auch nicht.

00:03:22: Ja, das stimmt bei der Window Tour, meinst du.

00:03:23: Ja,

00:03:24: bei der Window Tour, genau.

00:03:25: Na gut, man ist ja ein bisschen auch, also das ist ja nicht ganz harmlos in so einer Chipfab.

00:03:29: Also wenn du dann da reinguckst in die Maschinen und siehst so ein Rohr, wo dann dran steht, Flusssäure, dann denkst du dir auch so, hm, wäre vielleicht besser, es geht nix kaputt.

00:03:41: Ja, das sind schon im Grunde nasschemische Fabriken,

00:03:43: seit dazwischen.

00:03:45: Genau.

00:03:47: Und natürlich geht es ja vor allem um den Rheinraum, den man stört mit Besuchergruppen.

00:03:52: Und das ist ja eben bei so einer, ja und es geht ja auch um die Geheimhaltung in Phinion, ja baut aber da in, da wo ich war, in Phillach in Österreich, vor allem eigene Chips, da können sie natürlich besser darüber bestimmen, als wenn es ein Auftragsfertiger ist, der ja Kundenprodukte da laufen hat.

00:04:10: Man erkennt da natürlich wenig, aber... Jedenfalls möchte man das ja natürlich nicht, wenn man was geheim in Auftrag gibt und dann führt eine Besuchergruppe durch.

00:04:20: Das ist ja nicht so harmlos.

00:04:21: Nein, nein.

00:04:22: Gut, dann kommen wir mal aufs Thema heute.

00:04:24: Was sind denn genau Leistungshalbleiter?

00:04:26: Ich habe das jetzt schon zwei, drei Mal einfach so unwidersprochen gesagt.

00:04:30: Kannst du uns das mal ein bisschen genauer beschreiben?

00:04:33: Ja, für den Profi sozusagen oder für jemanden, der sich damit häufig auseinander setzt, ist das total klar.

00:04:39: Und für jemanden, der da nicht so eine Vorstellung von hat, ist es total unklar, weil es nämlich leider auch völlig, es ist gar nicht definiert.

00:04:48: Also es gibt auch keine klare Definition.

00:04:51: Es sind grundsätzlich ziemlich einfache Bauteile, vor allem zum Beispiel wirklich Dioden.

00:04:55: Das ist ja quasi das simpelste Halbleiterbauliment, was es gibt, das nur in eine Richtung.

00:05:01: Strom durchlässt je nach Polung und Transistoren.

00:05:04: Das ist dann schon, sagen wir mal, ein Halbleiterschalter oder auch, kann man auch als Verstärker nehmen, gesteuertes Element.

00:05:12: Es gibt aber eine riesige Fülle an Varianten mit ganz speziellen Eigenschaften.

00:05:18: Und alleine Infineon fertigt rund tausend achthundert verschiedene Basistypen und davon dann immer noch Varianten.

00:05:25: Also Varianten können sein, verschiedene Häuser, Formen.

00:05:29: verschiedene Temperaturbereiche und so weiter.

00:05:33: Also da gibt es, obwohl das Produkt grundsätzlich dasselbe tut, gibt es dann noch andere Unterschiede.

00:05:40: Also

00:05:40: wir reden hier über tausende verschiedene Typen und Varianten.

00:05:45: Genau, die in Milliarden Stückzahlen gefertigt werden.

00:05:48: Wirklich irrsinnige Stückzahlen, die da offenbar kommen.

00:05:51: Nicht nur von Infineon, aber alleine Infineon fertigt auch in dieser großen Ordnung.

00:05:57: Und ja, Milliarden Stück zahlen und kein Mensch weiß, wo die landen.

00:06:01: Kannst du uns das mal erklären?

00:06:03: Die braucht man ja sicherlich für viele verschiedene Dinge.

00:06:06: Für alles quasi, was irgendwie mit Strom geht und eben nicht mit dem Relais oder einem dicken gewickelten Trafo direkt an die Zwei-Nah-Dreißig-Wollt-Leitung gerammt wird sozusagen.

00:06:17: Also in der Schaltsteckdose ist typischerweise kein Leistungstransistor drin, aber man kann sagen, alles, was mit Gleichstrom geht, da muss irgendwo ein Leistungstransistor oder eine Diode oder so drin sein, zum Beispiel im Gleichrichter.

00:06:31: und ohne diese modernen Leistungshalbleiter.

00:06:35: Das ist das, was ganz vielen Leuten nicht klar ist.

00:06:38: gäbe es ganz viele Dinge unseres technischen Alltags überhaupt nicht.

00:06:43: Also zum Beispiel Smartphones, Notebooks, E-Bikes, E-Autos, die E-Autos schnell laden sollen, die KI-Rechenzentren, die gesamte Energiewende wäre zu diesen Preisen nicht machbar und da gäbe es sie eben gar nicht.

00:06:56: Aber auch eine Powerbank, ein USB-C-Netzteil in ihr Kopfhörer, Flachbild-Fansäher und so weiter.

00:07:03: Also das ist alles ohne diese Bauteile nicht machbar.

00:07:07: Also quasi alles, was mit Elektrizität läuft und in den letzten zehn, zwanzig Jahren irgendeine Art von Wachstum hatte.

00:07:16: Ja, ja, kann man ein bisschen so sagen, weil eben diese Eigenschaften der Leistungshalbleiter so stark verbessert werden, bei ungefähr gleichbleibendem Preis.

00:07:29: Natürlich würde es zum Beispiel auch moderne Notebooks, sagen wir mal als Beispiel, nehmen wir mal die Notebooks ran.

00:07:36: Die gibt's schon seit vierzig Jahren, aber damals wogen wie vier Kilo.

00:07:39: Ich hab extra nachgeguckt, das lief sogar relativ lang damals, weil die Prozessoren da noch nichts brauchten und da nur so ein monochromes LCD-Panel dran war, was auch nix braucht.

00:07:51: Aber ich wollte nämlich eigentlich sagen, wogen vier Grillen und liefen dreißig Minuten, das stimmt nicht.

00:07:58: Also selbstverständlich hat es auch damit zu tun, dass die Prozessoren besser und effizienter wurden und die Akkus vor allem immer leistungsfähiger, das ist ja klar, aber ohne günstige Leistungshalbleiter könnte man deren Vorteile gar nicht nutzen.

00:08:13: Also was nutzt einem der stärkste Akku, wenn ich eben ein zwei-Watt-Ladegerät, was vierzig Euro kosten würde, ihn dann eben... Das heißt, ich brauche ja auch das Schnelladegerät dazu, was dann eben, das kann, das sieht man ja gerade, deswegen setzt sich USB-C Power Delivery ja auch so schnell durch.

00:08:35: Und außerdem geht das auch um die Funktionsvielfalt, denn... Ein damaliges Notebook, das konnte ja wirklich nur Notebooken sozusagen, also ich hatte ein Prozess und eine Tastatur, ein Mausersatz vielleicht noch und komisches, monochromes Display.

00:08:50: Aber heute, ich zähle es einfach mal auf, ich habe mal zusammengezählt, du musst ja den, also erstmal musst du ja vom Netz zahlen, da ist ja schon ein Leistungstransistor drin, geht das also in den Akku, aber ja nicht direkt, sondern der Akkustrom wird ja in dem... Also, dass die Ladefunktion wird ja auch in dem Notebook nochmal aufbereitet, die Energie, die in den Akku fließt.

00:09:12: Vor allem aber, die die rauskommt, muss ja für diese ganzen verschiedenen Funktionen in eine jeweilige Spannung verwandelt werden.

00:09:18: Und da haben wir ja nicht nur den Prozessor und den Chipsatz und das RAM und die SSD.

00:09:24: Alle haben unterschiedliche Spannung, aber auch USB und Thunderbolt hat wieder eine andere Spezifikation für die Spannung als USB.

00:09:34: Auch bei HDMI geht zum Beispiel eine kleine Spannungsversorgung mit raus, aber auch der Bildschirm selber, das Panel, das Backlight, die Tastaturbeleuchtung und was es heute alles noch so gibt, die Webcam und überall muss ich Spannungen wieder umsetzen und überall da brauche ich eben Leistungshalt, leider.

00:09:52: Okay, also ist das ein wahnsinniger Massenmarkt, da geht es also vor allen Dingen um die Menge.

00:09:59: Naja, es geht um die Menge und die Eigenschaften.

00:10:01: Also bleiben wir mal beim notebook oder vielleicht auch beim smartphone.

00:10:06: auch da ist es ja so, dass heutiges smartphone ist ja eben vor allem wegen dieser irren funktions vielfalt das tolle und dass ich zum beispiel auch eben meine kreditkarte ersetzen kann durch nfc oder eben den autoschlüssel dank uwb oder dass ich es drahtlos laden kann dank drahtlosem laden das schlüssel da

00:10:27: haben das statttaschen

00:10:32: das heißt ein Wenn jetzt so ein Leistungs ... Ich sag jetzt mal Transistor, weil das geht oft um elektronische Schalter.

00:10:39: Also wenn der immer effizienter wird, dann spart er einerseits erstmal Akkustronen.

00:10:43: Das kann man sofort verstehen.

00:10:45: Also wenn der weniger Schaltverluster hat, dann hält der Akku länger.

00:10:49: Dann kann ich zum Beispiel den Akku auch möglicherweise wieder ein bisschen kleiner machen.

00:10:53: Aber ich spare ja auch Platz für die Kühlung.

00:10:55: Also ich brauche einen kleineren Kühlkörper oder die Platine kann kleiner sein.

00:11:00: Dann kann der Leistungshalbleiter selbst, wenn er effizienter ist unter Umständen oder stärker, da kann er kleiner werden.

00:11:08: Wenn er einen größeren Strom schalten kann, kann ich eine kleinere Variante von dem Chip selber nehmen.

00:11:13: Das spart wiederum Platz, aber eben auch Kosten.

00:11:16: Und weil ich also Platz im Gerät mehr habe und noch ein bisschen Kostenbudget für neue Funktionen über habe, kann ich eben, also die Stromversorgung wird immer billiger und braucht immer weniger Platz, kann ich eben mehr Features einbauen.

00:11:29: Also über diesen indirekten Umweg tragen eben diese modernen Leistungshalbleiter stark dazu bei, dass man eben solche Geräte immer, immer noch noch erbauen kann, wie unser Ex-Kollege gesagt hat.

00:11:42: Okay, also ich höre da ganz unromantisch raus, wie immer geht's um Preis und ja auch ein bisschen um Effizienz.

00:11:50: Ja, das ist immer das bei Halbleitern.

00:11:52: Halbleiter wären ja nicht.

00:11:54: eingesetzt, weil sie so toll sind oder weil sie Halbleiter sind oder weil man gerne Halbleiter einbauen möchte als Selbstzweck, sondern Halbleiter haben eben diese tolle Eigenschaft, dass sie also Halbleiter Bauelemente meine ich ja natürlich, dass sie eben billiger sind als andere Lösungen und eben enorme Performance kriegen und eben auch immer noch weiterentwickelt werden.

00:12:18: Bei den klassischen Logic Chips, also Prozessoren, Vor allem Grafikprozessoren, KI-Beschleuniger, da kennen wir das Murscher Gesetz, Murslau.

00:12:28: Also grob gesagt, alle paar Jahre bekomme ich die doppelte Performance auf dieselbe Chipfläche.

00:12:33: Also grob gesagt, weil die Produktion der Chipfläche, kann man so grob sagen, bleibt ähnlich der Preis, bekomme ich also alle paar Jahre zum gleichen Preis die doppelte Performance.

00:12:43: So ungefähr.

00:12:44: Es trifft es nicht genau, aber darum geht es.

00:12:47: Und dieser Fortschritt Der hat sich bei der Mikroelektronik und Digitaltechnik durchgesetzt und ermöglicht eben diese unglaublichen, diesen unglaublichen, auch diese wahnsinnigen Investitionen da rein und diese Forschung daran.

00:13:02: Bei den Leistungshalbleitern ist das komplexer, denn es gibt zum Beispiel Bauteile, da ist es gar nicht sinnvoll, die noch kleiner zu machen.

00:13:10: Also ich kriege jetzt schon zum Teil dreißigtausend Stück auf einen Wafer.

00:13:17: Oder die sind auch so klein, dass mir das in der Schaltung nichts mehr bringt.

00:13:20: Ich muss die auch an irgendwas noch anlöten können.

00:13:22: Und ich will ja einen einzelnen Transistor nicht integrieren.

00:13:25: Das nutzt mir nicht, wenn ich da zwei habe und ich brauche nur einen.

00:13:30: Aber die kann man natürlich trotzdem verbessern.

00:13:32: Also die können leistungsfähiger werden.

00:13:35: Das bringt dann wiederum was.

00:13:36: Und das ist im Grunde diese Richtung, in der die sich entwickeln.

00:13:41: Die werden sozusagen immer besser.

00:13:42: Zum Beispiel kann der Durchlasswiderstand, also im leitenden Zustand, kann kleiner werden.

00:13:49: Dann habe ich einerseits weniger Verluste oder ich kriege mehr Strom durch.

00:13:53: Der kann zum Beispiel aber auch schneller schalten.

00:13:57: Also das sind so Eigenschaften, in denen so ein Leistungstransistor besser werden kann.

00:14:00: Da geht es also nicht so sehr um Schrumpfen, sondern um andere.

00:14:07: Du hast Transistoren erwähnt.

00:14:09: Ist denn jeder Transistor auch ein Leistungshalbleiter oder wie unterscheiden die sich von anderen Transistoren?

00:14:16: Ja, hier liegt irgendwie so der Hase im Pfeffer.

00:14:19: Ich habe das auch gemerkt, als ich hier über unsere Podcast-Folge nachgedacht habe.

00:14:24: Jetzt, ich bin kein toller Entwickler, sondern ich bin ja vor allem Labertasche und Schreibartikel.

00:14:31: Aber trotzdem ist mir das irgendwie intuitiv klar und das ist so schwer zu erklären mit dem Leistungshalbleiter.

00:14:36: Das ist halt total unscharf und es gibt diese verschiedenen Typen und Typenvarianten.

00:14:41: Ich fange mal so an.

00:14:42: Im weitesten Sinne sind Leistungshalbleiter einfach Bauelemente, die man im weitesten Sinne für Schaltungen zur Stromversorgung verwendet.

00:14:51: Also nicht nur zum DC-DC Wandler, also Gleichstromwandler, sondern eben, aber eben nicht als Signalverstärker zum Beispiel oder als digitalen in der Digitalschaltung oder zum Beispiel in einem analogen Filter, sondern zum Beispiel.

00:15:10: In einem Gleichrichter, die Diode, in einem Gleichspannungsschaltnetzteil, DC-DC-Wandler als Strombegrenzer, als Schutzdiode, oder auch als Relaisersatz, also elektronischer Schalter.

00:15:26: Es gibt wirklich sehr viele Anwendungsfälle.

00:15:29: Manche kennen vielleicht noch den Dimmer zu Hause, wird hier im Zeichen von Smart Home immer weniger, aber da ist zum Beispiel ein Tourist oder Triak oder so was drin.

00:15:38: Okay, und gibt es da einen bestimmten Leistungsbereich, in dem die so funktionieren?

00:15:43: Ja, das ist es ja auch wieder, denn gibt es eben auch nicht, denn wenn ich beispielsweise ein In-Ear-Kopfhörer habe, ja, das ist ja so ein schönes Beispiel.

00:15:50: Der ist ja winzig, wirklich winzig und braucht nicht viel Strom.

00:15:54: Also wiegen ja ein paar Gramm, es ist ein Akku drin und die halten teilweise dreißig Stunden.

00:15:59: Das ist also nichts.

00:16:00: Das geht also bei dem Akku nur um, ich sag mal, was hat Lithium-Ionen, hat immer so drei Komma fünf, drei Komma sieben Volt und wirklich ein paar milliampere.

00:16:09: aber trotzdem ist das eine würde man sagen das ist ein ganz ganz schwacher leistungshalbleiter der da aus dem akkustrom den betriebsstrom für den winzigen chip und die mikrofone da drin und den lautspreis an natürlich fallen

00:16:22: und in die andere richtung

00:16:24: Ja, und in die andere Richtung gibt es irrsinnige Dinger, also es gibt so fast faustgroße Einzeldioden, Hochspannungsdioden, die sind in sogenannten Presspacks, die musst du mit irgendwie zwanzig Kiloneuten auf ein Kühlkörper quetschen.

00:16:39: Und die können dann aber irgendwie bei tausend Volt, dreitausend Ampere durchlasten, also quasi drei Megawatt Leistung.

00:16:46: Das gibt es ja.

00:16:47: Gleich rückst

00:16:48: du.

00:16:49: Hast du da mal ein paar konkrete Typenauflage?

00:16:53: Also ein schönes Beispiel, was aus unserem Alltag ist, weiß jetzt nicht, wie das bei unseren Zuhörern und Zuhörern so ist, aber da sieht man mal wirklich, welche, weil in einem Netzteil, das macht man eher, tue Licht bitte nicht auf und guckt, aber, Entschuldigung, man kann ja

00:17:10: von draußen bei manchen schon reingucken.

00:17:12: Ja, in den ATX-Netz-Zeilen sieht man die auch nicht so gut da unten.

00:17:16: Da muss man das schon zerlegen.

00:17:18: Aber wo man es wirklich gut sieht, ist auf Desktop-PC Mainboards.

00:17:22: Und wenn man da an der Prozessorfassung guckt, da sind drum rum ein Haufen Transistoren, auch Kondensatoren und so weiter, aber das ist der CPU-Spannungswandler.

00:17:32: Der muss da so dicht dran sein, weil das ein kleines Wunderwerk der Technik ist, denn moderne Prozessoren, die fressen ja in der Spitze über zweihundertfünfzig Watt.

00:17:41: Und das Schwierige ist aber, dass sie bloß so Spannungen in der Größenordnung von einem Volt brauchen, also Nullkommar Acht bis Eins Kommar Vier oder sowas.

00:17:50: Das heißt, da fließen durchaus zweihundertfünfzig Ampere.

00:17:54: Das ist mördermäßig.

00:17:55: Also beim Beim E-Auto habe ich dafür schon gekühlte Ladekabel.

00:18:00: Es vielen Leuten auch nicht so klar, dass diese Kabel bei diesen dreiener KW Ladesäulen schon Wasser gekühlt sind.

00:18:07: Und hier geht es aber ja nur um ganz kurze Stück Leiterplatte, die die da noch überwinden müssen.

00:18:12: Deswegen sind die da so nah dran.

00:18:14: Das sind also extreme Ströme und Werder gerade im Kopf mitrechnet.

00:18:17: Also wenn ich das ausrechnen, ne?

00:18:23: Ein Volt durch zweieinundfünfzig Ampere.

00:18:25: Da bin ich bei fünf Milliohm.

00:18:27: Also so ein Prozessor ist quasi ein gut gekühlter Kurzschluss.

00:18:31: Und da pumpen jetzt diese Leistungstransistoren.

00:18:36: die diese zweieinhalbfünfzig Ampere rein und das würde einer gar nicht mehr schaffen.

00:18:41: Das heißt, man hat mehrere Phasen.

00:18:43: Das sind diese Multifasenwandler, die man da hat.

00:18:45: Das heißt, da sind ganz viele Leistungstransistoren parallel geschaltet.

00:18:50: Deswegen kann man sie auch so gut erkennen.

00:18:52: Die einzelnen sind nämlich gar nicht so groß, aber die sind auf die Platine gelötet.

00:18:56: Die kühlen sich übrigens auch darüber, dass sie eben so mit einer größeren Kupferfläche der der Platine verlötet sind.

00:19:04: Deswegen wird es da auch schön warm.

00:19:06: Und da kommen typischerweise Silicium-Mosfets bisher zum Einsatz.

00:19:10: Also das sind Metalloxid-Silicium-Felteffekt-Transistor.

00:19:15: Und die nimmt man, weil die relativ günstig sind.

00:19:19: Klar habe ich ja schon erwähnt, einen sehr niedrigen Durchlasswiderstand haben und sehr robust sind auch.

00:19:25: Also die vertragen das recht gut.

00:19:28: Die erreichen auch relativ hohe Schaltfrequenzen.

00:19:31: Und solche Mosfets, die kommen auch in vielen modernen Schaltnetzteilen zum Einsatz, etwa so in USB-C-Netzteilen.

00:19:39: Da sind die auch sehr verbreitet.

00:19:41: Und da gibt es noch einen anderen Typ, der ganz prominent ist.

00:19:44: Das sind die Isolated Gate Bipolar Transistors, die IGBTs.

00:19:49: Die sieht man eigentlich nie, weil die typischerweise in speziellen Anwendungen sind, die aber mittlerweile alltäglich sind, zum Beispiel im E-Auto.

00:19:58: Und die werden... Typischerweise auch in so zu in Gruppen in den Gehäuse gebaut, weil das dann nämlich um ganz bestimmte Schaltungen geht, sogenannte Halbbrücken ganz oft.

00:20:10: Da ist also so oben einer unten einer noch eine Freilauf Diode und die packt man da alle auf.

00:20:16: Gemeinsam, ja, man würde sagen, Heatspreter, damit man die auf eine Kühlung oder auch eine Wasserkühlung montieren kann im Auto.

00:20:23: Die sitzen auch da ganz dicht am Motor.

00:20:26: Und das ist das eigentliche Steuerelement.

00:20:29: Ich habe ja den Akku, der liefert mir eine sehr starke und hohe Gleichspannung.

00:20:34: Aber an dem Motor habe ich ja zum Beispiel einen Dreifasenmotor oder sogar noch mehr Phasen teilweise.

00:20:40: Das heißt, ich brauche einen Stromrichter, so nennt man das.

00:20:43: Sprechen da.

00:20:44: Meistens sind die gepulst.

00:20:45: Es geht ganz oft um pulsweiten Modulation.

00:20:48: Deswegen spricht VW natürlich von einem Pulswechselrichter.

00:20:51: Aber eigentlich ist das sozusagen ein DC DC Wandler oder Umrichter.

00:20:56: Nein, ein DC AC Wandler in dem Fall.

00:20:57: Genau, der macht aus dem Gleichstrom der Batterie im multifasigen Wechselstrom.

00:21:03: Und die Dinger sind echt irre, weil die ist so Handteller groß.

00:21:06: Und diese Elektroautos haben ja Motoren mit, ich sag mal, dreinhalb KW oder sowas.

00:21:11: Also wirklich so ein winziger Halbleiter eigentlich.

00:21:13: Also da muss noch ein Kühlkörper dran und eine Wasserkühlung und so weiter, sonst brennt er ab.

00:21:17: Aber die setzen wirklich wahnsinnige Leistungen um.

00:21:22: Und im Grunde ist es gleichzeitig ja auch die Bremse wiederum, weil der Motor entscheidet ja nichts.

00:21:28: Der Motor ist ja einfach doof.

00:21:29: Aber wenn ich dem Wechselrichter sozusagen andersrum... Betreibe vier Quadranten Betrieb dann kann der wieder aus dem.

00:21:40: Dann kriegt der Akku der der Motor ja kein Strom mehr und wirkt dann als Bremse.

00:21:44: und das steuert ja genau dieser Transistor auch wieder.

00:21:47: oder dieses Transistor Paket.

00:21:50: Sozusagen, je nachdem wie viel Strom das dann durchlässt, wie viel Akkustrom das erzeugt, desto stärker ist die Bremswirkung.

00:21:56: Das ist das eigentliche Steuerelement.

00:21:58: Deswegen habe ich vorhin das eben erwähnt.

00:22:01: Also das kann man an diesem Beispiel zeigen.

00:22:03: Wenn es diese IGBTs mit dieser mördermäßigen Stärke nicht zu geschalten Preise gäbe, dann wären eben billige Elektroautos auch nicht möglich.

00:22:12: Klar, der Akku ist besonders teuer, das ist der teuerste Teil, aber die tragen eben auch dazu bei.

00:22:19: Du hast eben über MOSFET und IGPT gesprochen, aber ich habe jetzt in letzter Zeit, andauernd auch bei uns in den Aktum-Meldungen, was von Gallium nitrit und Silicium carbide und so gelesen.

00:22:32: Wie passt das da jetzt rein?

00:22:34: Ja, das sind modernere oder jüngere verbesserte Alternativen zu diesen erwähnten Silicium MOSFETs und diesen LGBTs.

00:22:43: Die sind speziell Silicium carbide.

00:22:47: Ganz neu, aber ich fange mal bei Gallium an, weil es das Prinzip so ein bisschen erklärt, darf man nicht verwechseln.

00:22:53: Ich komme ja sozusagen, also nein, kann man ja so nicht sagen, ich habe da ja nie gearbeitet, aber ich habe ja mal Hochfrequenz studiert und da war das Gallium also nicht Material, das auch für... Leuchtioden und so später eingesetzt werden und das sind sogenannte, das sind Verbund Halbleiter.

00:23:11: Also Silizium, da nehme ich ja nur Silizium und dotiere das.

00:23:14: und beim Halbleiter geht es ja immer darum, dass ich, deswegen nennt man das ja Halbleiter, dass er nicht freie Elektronen da hat im Leitungsband, also sofort Strom leitet, sondern dass sich durch die Dotierung da was ändern kann, also das so einstellen kann, wie ich das möchte.

00:23:31: Und diese Verbindungshalbleiter, das sind ganz oft sogenannte Wide Band Gap, also Halbleiter.

00:23:37: Man sagt auch Halbleiter mit breitem Bandabstand.

00:23:40: Und das wiederum bringt gewisse Vorteile.

00:23:43: Aber ich fange mal an bei Galium Nitritt, also Galium und Stickstoff.

00:23:47: Das ist ein sogenannte Drei-Fünf-Verbundhalbleiter bei Galium zur dritten Hauptgruppe des Periodensystems, der Elemente gehört, und Stickstoff zur fünften Hauptgruppe.

00:23:56: Das ist also alles dasselbe gemeint.

00:23:58: Drei-Fünf ist jetzt speziell.

00:23:59: Es gibt noch andere Drei Fünf.

00:24:01: Ich glaube, Indium, Phosphid oder sowas.

00:24:03: Aber Geiljubnitrit gehört da eben dazu.

00:24:06: Und eben auch Wideband Gap.

00:24:08: Das ist alles meint alles da im Grunde dasselbe.

00:24:12: Und die können folgendes besser als ein Silizium Mosfet.

00:24:15: Sie schalten schneller.

00:24:17: Also ich kann höhere Schaltfrequenzen einstellen.

00:24:20: Und gleichzeitig auch noch sind die Umschaltverluste vom Leitenden in den nicht Leitenden Bereich und zurück geringer.

00:24:29: Erst dadurch wird überhaupt diese höhere Frequenz nutzbar, wenn ich nämlich auf höhere Schaltfrequenzen für ein Leistungshalbleiter gehe.

00:24:37: Wenn ich jetzt ein Signal verstärker wäre, dann würde ich die Verluste einfach wegkühlen, da wäre es mir egal.

00:24:41: Aber bei einem Leistungshalbleiter möchte ich ja möglichst effizient wandeln.

00:24:45: Und wenn ich meine Energie in kleinere Pakete zerhacken kann, dann kann ich einen kleineren Trafo nehmen.

00:24:53: Das ist der Trick.

00:24:54: Und ich kann dann das ganze kompakter bauen und wenn das dann auch noch möglichst effizient schaltet dann darf auch der kühlkörper kleiner werden und damit kann ich eben einen, die dieselbe leistung in einem wesentlich kleineren volumen und tendenziell auch zu geringeren kosten wandeln.

00:25:13: Und diese garen transistoren galium die tritt die sind der trick hinter diesen besonders winzigen und auch sehr effizienten usb c-netz teilen.

00:25:25: Und da gibt es wieder unterschiedliche Transistor-Bauformen.

00:25:28: Einen, den finde ich so toll, den Namen, der heißt nämlich Hemd.

00:25:30: Also wie das Hemd nur mit T hin.

00:25:32: Das steht für High-Electron-Mobility-Transistor.

00:25:37: Also ein Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit.

00:25:39: Und diese besonders gute Beweglichkeit der Elektronen im Kristallgitter ist auch der Grund für diese positiven Eigenschaften.

00:25:47: Okay, das war jetzt Gallium-Nitrit und Silizium-Karbit.

00:25:51: Siliziumkapit, das habe ich auch lange Jahre erst gar nicht kapiert, dass es da wirklich um dasselbe Material geht, dass wir auch als Karbo rund kennen, weil das nämlich so super hart ist und deshalb auf Schleifpapier zum Einsatz kommt.

00:26:05: Also es ist ein total billiges Alltagsmaterial, aber gut, Silizium ist ja auch wie Quartzglas und Glas, es ist ja auch überall vorhanden und die Wafers sind ja auch glasartig.

00:26:17: Also jedenfalls Siliziumkapit.

00:26:20: Ist extrem hart, was also schonmal total doof ist, um da Waifart rauszumachen, weil der geht wahnsinnig viel Energie rein, weil die eben so irre hart sind, werden die ewig gesägt mit so Diamant sägen und auch das Polieren von Schleifpapier sozusagen ist sehr, sehr aufwendig.

00:26:39: Aber das ist ein sogenanntes Fünf-Fünf-Halbleiter und Oder war es vier vier?

00:26:46: Oh Gott, jetzt komme ich durcheinander.

00:26:47: Ist aber egal.

00:26:48: Im

00:26:48: Gegensatz zu drei fünf bei Gallium Nitritz.

00:26:52: Ganz genau.

00:26:53: Und das ist auch ein Material mit breitem Bandabstand und es hat ein besonders hohes Wärmeleitvermögen.

00:27:03: Das ist wiederum ein Vorteil, dass aus der Sperrschicht da die Wärme sehr schnell rauskommt und dadurch kann man die Höhe belasten.

00:27:12: Kann man die also die Transistoren zum Beispiel wesentlich kleiner bauen und die Entstehungsgeschichte ist sehr interessant.

00:27:18: Manche kennen das vielleicht noch.

00:27:19: Es gab mal so eine Firma, die das waren, die die ersten super hellen LEDs gemacht hat, Cree heißen die C-R-E-E.

00:27:29: Und das war in den zweitausender jahren und die haben damals eben schon silizium kapit verwendet habe ich damals überhaupt nicht verstanden dass das das besondere war.

00:27:38: Und die haben diesen led teil und den brand den namen längst verkauft da übrig geblieben ist wolf speed.

00:27:46: Genau, die wollten ja im Saarland diese Fabrik bauen, was jetzt leider auch gescheitert ist, eben für E-Autos unter anderem, weil diese Selicium-Capitalbleiter, die haben nicht so hohe Schaltfrequenzen wie Gallium-Netrit, aber die vertragen also nicht alle, das ist nicht, also man kann daraus Mosfets, Sick-Mosfets bauen, die wesentlich höhere Spannung vertragen und Leistung als Silizium-Mosfets.

00:28:18: Und die wurden dann relativ berühmt, also das war dann der zweite Hype, der war viel größer, weil Tesla die relativ früh in seinen Wechselrichtern eingesetzt hat.

00:28:27: Mittlerweile bauen die auch andere ein, aber EGBTs sind in Elektroautos noch sehr weit verbreitet.

00:28:33: Es gibt da so ein bisschen Vorbehalte bei manchen Entwicklern, weil diese Silizium-KB-Technik noch relativ jung ist.

00:28:40: Und man muss etwas andere Schaltungen bauen.

00:28:44: Aber es scheint Vorteile zu geben.

00:28:46: Die kommen jetzt auch immer mehr in anderen Stromrichtern zum Einsatz, also für die Energiewirtschaft auch.

00:28:51: Zum Beispiel in diesem Batteriegroßspeichern zum Teil schon.

00:28:55: Aber es gibt auch Solarwechselrichter damit.

00:28:57: Und die sollen halt dann auch kompakter und im Endeffekt billiger, also wieder höhere Schaltfrequenzen.

00:29:02: Die brauchen nicht weniger Halbleiter.

00:29:06: Und es gibt jetzt auch die ersten ATX-PC-Netzteile mit Sidi-Zium-Cabit-Leistungstransistoren drin.

00:29:12: Das sind aber erst weniger.

00:29:14: Dann erzähl doch jetzt mal endlich von deinem Besuch bei Infinion.

00:29:18: Da wollten wir ja auch noch drauf zu sprechen kommen.

00:29:21: Wie war das und was hast du da gesehen?

00:29:24: Ja, also ich war in... Österreich, was vielleicht erst mal überrascht, weil in Phineon geht ja auf Siemens Halbleiter zurück.

00:29:32: In das Jahr und neunundneinzig wurden die dann sozusagen umfirmiert in Phineon.

00:29:37: Und in Kärnten, also in Phyllach, das war damals, ja, hätte man gesagt, zu einem Randgebiet.

00:29:46: Da ist ja kurz dahinter Jugoslawien und noch heute fährst du da eine ganze Weile hin von München, Hauptsitz von Infinion oder auch von Wien, obwohl die da gerade so einen neuen Tunnel irgendwie reingesprengt haben, diese Korallenbahn.

00:29:57: Das hat es schon verkürzt von Wien aus, aber das dauert immer noch über drei Stunden, also ist echt ein bisschen abgelegen.

00:30:03: Aber großer Vorteil, nur zweieinhalb Kilometer bis Venedig, haben auch ganz viele italienische Mitarbeiter.

00:30:09: Und ja, das ist so ein, also das ist da das in Kärnten der größte Arbeitgeber.

00:30:15: Und noch das umsatzstärkste Unternehmen, oder zumindest umsatzstärkste Unternehmen.

00:30:18: Arbeitgeber weiß ich gar nicht so genau, aber auf jeden Fall für Kernten extrem wichtig.

00:30:23: Und angefangen hat das mit, da hat Siemens in den neunzehnt zwanziger Jahren billige Arbeitskräfte gesucht, um die Joden, die wurden damals waren das ja noch bedratete Bauelemente, wirklich unter Mikroskop in die Gehäuse zu löten.

00:30:39: Und da hat man damals, haben das vor allem Frauen gemacht.

00:30:43: Die haben da wohl mit mit vierundzwanzig Leuten mal angefangen, aber schon ziemlich schnell.

00:30:47: schon in den siebziger Jahren sind er die erste ist er die erste Fab gebaut worden und seither hat sich das entwickelt und es ist die größte.

00:30:56: also in finnion sagt es ist derzeit.

00:30:59: Die größte.

00:31:01: Leistungshalbleiter oder Power-Semi-Fab der Welt.

00:31:04: Allerdings bauen sie selber in Malaysia gerade eine noch größere und auch in Dresden.

00:31:10: Da haben wir ja einen großen Standort in Dresden seit vielen Jahren.

00:31:14: Ich glaube, die wird auch schon größer, die Fab diese da gerade bauen.

00:31:17: Hatt ich auch nicht auf meiner Bingo-Karte, Billig, Lohnland, Österreich.

00:31:20: Ja,

00:31:21: es war mal.

00:31:21: Es ist halt lange her.

00:31:22: Ich meine, auch die Schweiz war, ich glaube, vor dem Zweiten Weltkrieg war das noch schwierig.

00:31:31: Fertigt man, du hast ja gesagt, wir haben ja eingeleitet damit, dass du in deiner Diplomarbeit schon an Waifern messen durftest.

00:31:39: Kommen denn diese Leistungshalbleiter auf denselben Waifern zur Belichtung oder werden die darauf hergestellt wie bei normalen Computerchips?

00:31:50: Ja und nein.

00:31:51: Also erst mal muss man sagen, als ich damals vor ... Ich sage schon länger her vor fünf und dreißig Jahren da waren die wafer noch sehr klein.

00:32:00: ich glaube das war damals vier zoll oder so.

00:32:03: und jetzt sind wir bei Bei computer.

00:32:06: also logik chips sind wir ja durchgehend auf diesen schaltplatten großen oder pizza großen.

00:32:11: dreißig zentimeter waferen dreieinhalb millimeter selizium und die setzt infineon tatsächlich auch ein.

00:32:19: aber gallium nitrit und selizium kapit wie es schon angedeutet ist Das sind natürlich logischerweise keine Silizium-Wafer beziehungsweise keine reinen Silizium-Wafer.

00:32:31: Man hat früher gesagt, PowerSemi lohnt sich gar nicht auf so großen Scheiben, weil PowerSemi

00:32:37: sind Leistungshalbleiter.

00:32:39: Die

00:32:39: Leistungshalbleiter, genau.

00:32:42: Weil du das jetzt

00:32:44: so aus dem Handgelenk

00:32:45: eingebracht hast.

00:32:46: Ja, ich war da wirklich ganz, also es war toll auch mit den Leuten dazu reden.

00:32:52: weil ja man eh schon so viele auf einen Wafer kriegt, auch auf ein zweihunderter Wafer und ich habe ja den Vorteil bei den größeren Scheiben, wenn der Chip eine größere Fläche hat, dann kriege ich ja, der Wafer ist ja rund, muss man erst mal dazu sagen, ich habe ja einen Seitenverschnitt.

00:33:09: und Also das liegt daran, dass die Einkristalle halt rund gezüchtet werden.

00:33:16: Wenn die Hühner eckige Eier legen würden, wäre es auch schön, aber es gibt ja Sachen, die kann man sich wünschen, die gehen nicht so ohne Weiteres.

00:33:21: Da gab es mal einen

00:33:21: in Upps was für eckige,

00:33:24: krachtige

00:33:24: Frühstückseier.

00:33:25: Genau.

00:33:26: Und ich habe also auf der Seite Verschnitt.

00:33:28: Und wenn mein Chip eine gewisse Fläche hat, das haben wir ja, die KI-Beschneuniger gehen ja an die Grenzen der Belichtungsmöglichkeiten von ihrer Fläche her.

00:33:36: Dann habe ich natürlich einen Vorteil, wenn die Scheibe größer wird, dann habe ich da weniger Verschnitt.

00:33:41: Das ist natürlich, wenn ihr jetzt so ein Leistungshalbleiter nur, ich sag mal, zweimal zwei Millimeter Fläche hat, dann spielt das nicht so eine große Rolle.

00:33:49: Aber viele Chipverarbeitungsanlagen, die gibt es heute sozusagen ohne Aufpreis in dreihunderter Version.

00:33:56: Also, ich habe keinen Vorteil, keinen Kostenstrukturvorteil mehr.

00:34:00: Wenn ich zweihunderter Scheiben nehme, im Gegenteil also fast alle Chipwerke heute, die neu gebaut werden, arbeiten auf dreihundert Millimeter Wafern.

00:34:08: Deswegen ist das wirtschaftlich.

00:34:10: Auch diese automatischen Transportsysteme, die da rumsausen, sind eben alle für bestimmte Größen optimiert.

00:34:18: Es geht ja letztlich darum, wie viel Fläche kriege ich zu welchem Preis, also wie viel Siliziumfläche pro Tag oder sozusagen aus meiner... aus meiner Pfeppe raus.

00:34:28: Und bei diesen Leistungshalbplättern habe ich aber jetzt eine ganz große Besonderheit, die auf die Infineon sehr stolz ist.

00:34:38: Obwohl, ich gehe nochmal einen Schritt zurück.

00:34:40: Man muss sich klarmachen, viele Leute denken, glaube ich, dass man diese Wafers irgendwo einkauft und das sind immer die gleichen.

00:34:48: Das ist nicht so.

00:34:49: Sondern die Wafers werden für den jeweiligen Produktionsprozess sehr speziell zugeliefert, also von der Dicke her, von der Oberflächenbeschaffenheit, auch von der Kristallorientierung übrigens.

00:35:01: Also man setzt die Chips in einem bestimmten Verhältnis zur Kristallorientierung auf diese Wafer.

00:35:08: Deswegen gibt es ganz unterschiedliche Schnitte auch und so was.

00:35:11: Also die sind nicht identisch und das ist einfach ein Silizium Wafer.

00:35:14: Dann gibt es ja auch noch Silica Non Insulator Wafer und was weiß ich.

00:35:17: Also da gibt es sehr viel mehr Varianz als man so denkt, aber im Prinzip sind das Silizium Schalben.

00:35:23: Und bei Infineon ist jetzt was besonders Tolles.

00:35:27: Manche halt, also viele Leistungshalbleiter sind keine sogenannten Planarenbauelemente, die bloß auf der Oberfläche des Wafers sitzen, sondern das sind Bauelemente, wo der Strom vertikal sozusagen durch den Körper, den Body des Wafers hindurch fließt.

00:35:43: Und wenn da zum Beispiel mein leitender Kanal von einem Mosfet ist, dann fließt ja der Strom eben durch das Durch diesen Kristall hindurch, der ist da dotiert und so weiter, in die Vertikale, dreidimensionale quasi.

00:35:58: Ahne, wo es hingeht.

00:36:00: Genau.

00:36:00: Und du hast halt die Kontakte oben und unten und den Steuerkontakt irgendwie so seitlich angebracht.

00:36:05: Und je weniger Material der Strom durchqueren muss, desto geringer ist der Durchlasswiderstand.

00:36:11: Das heißt, Infineon schleift diese Wafer runter und man kennt das auch z.B.

00:36:17: von einer MicroSD-Karte.

00:36:19: vielen Leuten jetzt auch nicht so direkt bewusst, dass da bis zu sechzehn, siebzehn Chips übereinander gestapelt sind auf einem Millimeter Bauhöhe mit Lack.

00:36:28: Deswegen schleift man die da zum Beispiel auf fünfzig, eh, Null Komma, Null Fünf Millimeter runter.

00:36:33: Fünfzig Micron.

00:36:34: Okay, das schon.

00:36:35: Naja, Micron ist glaube ich nochmal was anderes, also Null Komma, Null Fünf.

00:36:38: Null Komma, Null Fünf.

00:36:40: Infineon hat eben eine spezielle Dyn-Wafer-Technik, die kommen mittlerweile, also nicht bei allen, aber die kommen auf bis zu Null-Kommer-Null-Zwei-Millimeter runter.

00:36:49: Das heißt, sie haben also wirklich eine pizzagroße Scheibe, die sie auf Null-Kommer-Null-Zwei-Millimeter runter schleifen und die zeigen sie da auch.

00:36:58: Der hängt unter seinem eigenen Gewicht durch, den kannst du also gar nicht anfassen.

00:37:03: Obwohl das so ein Glasmaterial ist.

00:37:06: Und das könnte man so gar nicht bearbeiten.

00:37:08: Das heißt, die kleben die dann auf Glasplatten, auf so Carrierplatten.

00:37:14: Und damit laufen die dann durch diese, durch diese Bearbeitungsschritte.

00:37:18: Und die müssen die auch wieder runterkriegen.

00:37:20: Und wir haben das natürlich gefragt.

00:37:22: Wir waren ja so eine Journalistengruppe und dann sagen sie, ja genau das.

00:37:25: Verraten wir nicht.

00:37:26: Das ist für mich zum Teil, wie das genau geht, ist eben ein Teil ihrer Secret Source.

00:37:33: Ich weiß nicht, ob es da Patente gibt oder nicht.

00:37:35: Wir sind ja nicht weiter eingedrohen, aber das sind so Sachen, die fand ich so toll, dass man so, man stellt sich immer so vor, es geht um kleinste Strukturen, um dies und das.

00:37:42: Nein, es geht darauf, wie man eine superdünne Glasplatte, die beim Anhusten splittert, Siliziumplatte, auf eine Glasplatte kleben kann und sie auch wieder runterkriegt, ohne dass sie kaputt geht.

00:37:54: Und das finde ich so tolle Sachen.

00:37:56: Und was ich auch irre fand, da stehen wirklich in dieser... Und man kann das leider nicht sehen, diese Maschinen sind zu.

00:38:01: Da passiert innen drin irgendwas, zum Teil sogar im Vakuum.

00:38:04: Da kann man nicht reinkommen.

00:38:06: Aber es gab überall so Boxen für zersplitterte Wafers.

00:38:10: Das fand ich auch besonders toll.

00:38:12: Also gibt es schon nach Ausschuss,

00:38:13: ja?

00:38:15: Natürlich, diese Fabriken sind ja quasi Menschen leer, also das läuft alles voll automatisch.

00:38:20: Die werden sogar die Fabs in Kärnten, in Villach und in Dresden werden sogar als One Virtual Fab betrieben.

00:38:27: Also die werden aus von zentralen Steuerständen aus komplett, also man könnte auch fast, es gibt ja jetzt diese Diskussion um diese Dark Fabs, wo keine Menschen mehr drin sind.

00:38:39: Hier sind Menschen drin, aber die messen was ein oder die reparieren was.

00:38:43: Da geht also... durchaus schon mal was kaputt.

00:38:45: und an so Glühöfen, da gibt es ja durchaus auch Verschleiß, also da müssen Sachen verändert werden oder repariert werden, gewartet werden und dabei kann es natürlich auch passieren, dass mal was runter klirrt.

00:38:57: Für manche Wafer, die sind so empfindlich, dass sie sogar dieses automatische Transportsystem, was da an der Decke rumsaust, optimieren mussten, damit es nicht so stark vibriert, weil sonst sind ihnen im Transport die Wafer zum Teil kaputt gegangen.

00:39:12: Und sag mal, in Phyllach laufen da auch diese Gallium-Nitrit und Sedition-Karbiet-Raefer vom Band, oder wird das da eingewendet?

00:39:22: Ja, und zwar sind sie auch sehr stolz drauf beim Phineon, dass sie das im Prinzip in derselben Fert machen.

00:39:28: Also die... Tatsächlich haben sie unter anderem deshalb das gallium nitrit bearbeiten sie auf silizium wafer das heißt da wird ich weiß nicht ob das diese berühmte chemical vapor deposition ist also abscheidung aus der dampfphase wird dann auf dem Vorbereiteten silizium wafer wird eine gallium nitritschicht erzeugt in der dann der eigentlicher halbleiter entsteht.

00:39:51: dann geht er natürlich nicht durch das material durch.

00:39:53: logischerweise dann muss es klarer nah sein da.

00:39:55: ich habe eine doppelschicht und das ist für die Fertigung für die Logistik wohl sehr vorteilhaft, aber eigentlich ein Irrsinn, weil diese beiden Kristallgitter gar nicht zusammen passen und da sind wahnsinnige Scherkräfte die auftreten, aber trotzdem funktioniert das und lohnt sich halt.

00:40:12: Also ich kann da nicht, ich habe das Detail jetzt auch nicht verstanden und kann das erklären.

00:40:17: und die Die Selicium Capitualifer, die sind deshalb besonders, weil die sind quasi durchsichtig.

00:40:23: Also ich hatte auch einen in der Hand, also in der Schutzbox da.

00:40:26: Und da kann man, also das ist ein bisschen grünlich, aber da kannst du durchgucken.

00:40:30: Und das sind nur zwei Hunderter Scheiben.

00:40:32: Die gibt es noch nicht größer.

00:40:33: Ach

00:40:34: so, okay.

00:40:34: Also nicht drei Hunderter wie bei Computerchips, worüber wir vorhin gesprochen haben.

00:40:39: Ganz genau.

00:40:39: Die kann man, die stellt bisher wohl noch keiner in größerem Durchmesser her, soweit ich das im Moment weiß.

00:40:48: Und auch die dreihundert Millimeter Gallium Nitrit Fertigum ist wohl relativ neu.

00:40:54: Jedenfalls die laufen da im Prinzip auch durch, aber die müssen natürlich, müssen die Anlagen ja angepasst sein.

00:41:00: Und das haben sie uns auch erklärt, als so ein klein, also so ein Beispiel für Probleme, die man da lösen muss.

00:41:07: Du musst ja solche Wafer in verschiedenen Maschinen super genau positionieren.

00:41:14: Na, also mindestens ein bisschen genauer als die Strukturgrößen, die du da draufbringen möchtest.

00:41:18: Ja, schon ganz gut.

00:41:20: Genau, und da hast du auch optische Messtechnik dabei, und das ist halt dann doof, wenn die Scheibe durchsichtig ist.

00:41:26: Deswegen war das ein Problem, also man musste da an manchen Stellen Dinge anpassen.

00:41:32: um überhaupt diese durchsichtigen wafer vernünftig in dem normalen ablauf bearbeiten zu können.

00:41:38: und der trick ist halt an so einer hochvolumenfertigung dass das eben alles nur automatisch gehen kann.

00:41:44: also sonst ist es sinnlos die die herzustellen für eine firma wie infineon Aber gleichzeitig machen sie auch manche Spezialitäten.

00:41:53: Also man kann durchaus auch für bestimmte Projekte gibt es auch so eine Art Auftragsfertigung.

00:41:59: Zum Beispiel will Infineon jetzt wohl auch zum Beispiel so bestimmte Quantenprozessoren da bauen.

00:42:06: Die sind eigentlich relativ einfach von den Strukturen her.

00:42:09: Aber das ist so ein neuer Bereich, der aber eben erst mal nur ein Entwicklungsding ist.

00:42:15: Weil Quantenprozessoren, also man kann ja bis auf diesen D-Wave, wo man sich streitet, ob es ein Quantenrechner ist, erst wenige Quantenrechner kommen erzählt kaufen und so weiter.

00:42:25: Also das ist so im Aufbau.

00:42:26: Aber sowas passiert da auch.

00:42:28: Du hast jetzt schon erzählt, Rheinraum und Menschenlehr- und Produktionsstraßen und die automatisierten Transportsysteme von, nicht von Wafern, Führwafern.

00:42:41: Sieht es denn in der Infinieren Fab, wo du warst?

00:42:44: so aus wie in den Faps von Intel, TSMC oder früher mal AMD, wo wir ja die Bilder aus den Rheinräumen kennen.

00:42:52: Ja, also die Bilder, also bei Intel war ich schon bei zwei Window-Tours und bei Global Foundries in Dresden war ich auch schon einmal drin vor ein paar Jahren.

00:43:01: Also ich habe schon ein paar Faps von denen gesehen.

00:43:04: Bei TSMC waren wir noch nicht, da hoffen wir ja auf ISMC in Dresden.

00:43:08: Ja, das ärmere praktisch.

00:43:10: Ganz genau, also die müssen wir erst mal bauen.

00:43:13: Genau, meldet euch.

00:43:16: Ja und nein.

00:43:17: Also viele dieser Maschinen, man sieht da ja nur lange rein von Maschinen und dieses Transportsystem, was übrigens wirklich sehr beeindruckend ist, weil die erstaunlich fix da oben rum sausen in ihrem Schienensystem.

00:43:31: Diese kleinen Phobes heißen die ja.

00:43:34: Und dann kommen immer diese, diese Container da an diesen vier Drähten runtergesaust und docken dann an die maschinen an wo es dann eben abgedichtet ist und dann zieht die maschine diese wafer da rein und raus.

00:43:45: also das ist genau wie bei den anderen herstellern.

00:43:49: aber es fällt eben auf dass diese großen rein von diesen lithografie system Die hat man da natürlich nicht so, weil es ja um viel gröberere und andere Strukturen geht bei Leistungshaltbleiben.

00:44:01: Es geht ja nicht darum, was weiß ich, ein DRAMT-Chip heute, thirty-two Gigabyte, bedeutet ja, thirty-two Milliarden Transistoren.

00:44:11: Habe ich richtig gerechnet?

00:44:12: Ja, etwas nicht

00:44:13: Gigabyte.

00:44:14: Gigabit, genau.

00:44:18: Also aber Milliarden Transistoren auf einen Chip zu kriegen, die dann sehr, sehr klein sind, da brauche ich ja heute zum Teil, also bei DRAM nicht unbedingt, aber bei Chips, drei Nanometer jetzt EOV.

00:44:31: extrem ultraviolentes Licht, EOV-Belichter, diese Riesenmaschinen, die halt auch wahnsinnig teuer sind, also wo eine einzige mehrere hundert Millionen Euro kosten kann und die braucht die natürlich nicht.

00:44:44: Die haben natürlich auch Litographie-Systeme, aber eben ganz andere.

00:44:47: Also da gibt es einen starken Unterschied.

00:44:49: und dann haben die natürlich tatsächlich viele dieser Schleif- und Poliermaschinen durch diese Schleifgänge, die sie da haben, die andere vielleicht eher machen.

00:44:59: zum Beispiel auch auslagern.

00:45:00: Also das ist ja zum Teil so, dass dieses Packaging und Test dann in anderen Fabs stattfindet.

00:45:06: Und hier waren diese, also konnte man diese Schleifsysteme sehen, aber man konnte nicht sehen, wie die da drin rumschliffen.

00:45:12: Das sind ja so eher sowieso große Poliermaschinen.

00:45:16: Ja, okay.

00:45:18: Ja, spannend.

00:45:19: Vielen Dank, Christopher, das umfangreiche Gespräch, auch wenn jetzt sehr oft das Wort Ingenieuren gefallen ist.

00:45:25: Naja, es ist halt für eine Anbieter und wir gucken uns gerne auch mal ein anderer an.

00:45:32: Ja, vor allem aber danken wir wie immer Ihnen, liebe Zuhörerinnen und Zuhörer für Interesse und wir freuen uns über Feedback per Mail gerne an Bit-Rauschen-CT.de.

00:45:43: und wenn Sie jetzt noch mehr Lust auf Podcasts haben, finden Sie viel Auswahl unter heise.de-podcast.

00:45:51: Und ganz zum Schluss auch, wie immer natürlich, ein herzliches Dankeschön an unseren Producer Rals.

00:45:57: Und wiedersehen, wieder hören, bis zur nächsten Folge von Betrauschen, jeden zweiten Mittwoch frühmorgens.