Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB führt angewandte Forschung und Entwicklung im Bereich leistungselektronischer Systeme durch, etwa für Elektromobilität, Luftfahrt, Industrie 4.0, Stromnetze oder auch Energietechnologie. Dabei deckt das Institut auf einzigartige Art und Weise die gesamte Wertschöpfungskette ab – vom Grundmaterial bis hin zum kompletten leistungselektronischen System.
Das IISB forscht für Auftraggeber aus der Industrie wie auch im Rahmen von öffentlich geförderten Projekten. Als eine der führenden Forschungseinrichtungen im Bereich Leistungselektronik hat sich das Institut das Ziel gesetzt, seinen Industriepartnern mit umfassendem Know-How den Rücken zu stärken und neue technologische Maßstäbe zu setzen.
Auf seinen beiden Geschäftsfeldern Halbleitertechnologie und Leistungselektronik liefert das IISB innovative Ansätze und maßgeschneiderte Lösungen für:
• Materialentwicklung
• Halbleitertechnologie und -fertigung
• Elektronische Bauelemente
• Aufbau- und Verbindungstechnik & Zuverlässigkeit
• Fahrzeugleistungselektronik
• Energieelektronik und Energieversorgungssysteme
Ergänzt wird dieses Spektrum durch weitere, breit angelegte Aktivitäten, beispielsweise Tests zu Lebensdauer und Zuverlässigkeit, numerische Simulation, elektrische Charakterisierung sowie spezielle Messtechnik.
Neben der klassischen Siliziumtechnologie ist das IISB auch auf Halbleiter mit großer Bandlücke ausgerichtet, insbesondere Siliziumkarbid. Für die Verarbeitung von SiC verfügt das Institut über die komplette technologische Prozesskette, beginnend bei den Materialwissenschaften über Bauelemente und Module bis hin zur Integration in hocheffiziente leistungselektronische Systeme.
Fraunhofer IISB: Leistungslektronische Systeme und Technologien
Das IISB verfügt über erstklassig ausgestattete Laborinfrastruktur. Dazu gehören u.a. Reinräume für Halbleitertechnologie und Aufbau- und Verbindungstechnik, Kristallzüchtungs- und Elektroniklabore, ein Testzentrum für Elektrofahrzeuge, ein Anwendungszentrum für Gleichstromtechnik sowie energietechnische Einrichtungen. Auf dieser Basis liefert das IISB maßgeschneiderte Lösungen für die individuellen Anforderungen unserer Kunden.
Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojektes Toward Zero Power Electronics (ZEPOWEL) arbeitet das Fraunhofer IISB an neuartigen direktgekühlten Leistungsmodulen mit geringsten Schalt- und Durchlassverlusten.
Die neuentwickelten Module sind die Basis für einen intelligenten, kognitiven Gleichspannungs-Leistungswandler für Industrie-4.0-Anwendungen.
Mit diesem so genannten „Smart Fabrication“-Demonstrator lassen sich neuartige Gleichspannungsnetze für den Industrieeinsatz realisieren.
Die ins Internet of Things eingebundenen Wandler steuern den Energiefluss zwischen unterschiedlichen Energiequellen, Energiespeichern sowie Verbrauchern und sorgen für ein stabiles Versorgungsnetz.
Im Leitprojekt »Quantenmagnetometrie« (QMag) der Fraunhofer-Gesellschaft soll die Quantenmagnetometrie aus dem universitären Forschungsumfeld in konkrete industrielle Anwendungen überführt werden. Ziel ist, Magnetometer mit hoher Ortsauflösung und hoher Sensitivität zu entwickeln und diese dann beispielsweise bei der Fehleranalyse nanoelektronischer Schaltungen, zum Nachweis verdeckter Materialrisse oder zur Realisierung besonders kompakter Kernspintomographen zu erproben und zu etablieren.
Unter Koordination des Fraunhofer IAF arbeitet das Fraunhofer IISB gemeinsam mit dem Fraunhofer IPM, IWM, IMM, CAP an der Entwicklung solch hochintegrierter und bildgebenden Quantenmagnetometer mit höchster Ortsauflösung und optimierter Empfindlichkeit.
Innerhalb von »QMag« ist das Fraunhofer IISB zuständig für die Erzeugung von sogenannten NV-Zentren (Stickstoff-Leerstellen-Komplexe) in Diamant durch die Schaffung von Kohlenstoffvakanzen und Einbringung von Stickstoff-Atomen. Ein NV-Zentrum entsteht, wenn zwei benachbarte Kohlenstoff-Atome entfernt werden und eines durch ein Stickstoffatom ersetzt wird, wodurch in die Leerstelle des anderen das überschüssige Elektron des Stickstoffatoms hineinfällt. Dieses Elektron besitzt ein magnetisches Moment, welches nach seiner Orientierung als Tastmagnet für das nachzuweisende magnetische Feld genutzt werden kann.
Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB
