2023

Die diesjährigen Forschungs- und Entwicklungspreise des Fraunhofer IISB sind ganz dem Thema Hochleistungselektronik für Elektromobilität gewidmet.

Christian Kranert, Gruppenleiter Anlagen- und Defektsimulation in der Abteilung Materialien am Fraunhofer IISB, entwickelte eine neue Software zur schnellen, vollflächigen und automatisierten Detektion und Charakterisierung von Kristalldefekten in Siliziumkarbid (SiC)-Substraten. Außerdem forcierte er die Lizenzierung seiner neuen, sogenannten XRT-Toolbox an die Nutzer des Röntgentopographie-Messgerätes XRTmicron von Rigaku. Ein weiteres Highlight ist die Etablierung von zwei neuen SEMI-Standards für die Quantifizierung von 4H-SiC-Defekten mittels Röntgentopographie. Diese tollen Ergebnisse bestätigen auch den Erfolg des Joint-Lab- Modells am Fraunhofer IISB. Joint Labs sind eine exklusive Möglichkeit, mit dem Fraunhofer IISB in einer industriekompatiblen Laborumgebung zusammenzuarbeiten.

Mit einem leckeren Wafer-Kuchen und bester Laune feierte die GMM-Nutzergruppe "Abscheide- und Ätzverfahren" am 06. Dezember 2023 ihr 25. Treffen. Am Fraunhofer IISB in Erlangen versammelten sich Kolleginnen und Kollegen aus der internationalen Halbleiter-Community, um sich über aktuelle Entwicklungen im Bereich der Wide-Bandgap-Halbleitertechnologie auszutauschen und zu vernetzen. Im Fokus standen dabei neue Einzelprozesse für Abscheide- und Ätzverfahren. Zu diesem feierlichen Anlass wurden Dr. Werner Robl (Infineon Technologies) und Dr. Georg Roeder (Fraunhofer IISB) für ihr außerordentliches Engagement für die Nutzergruppe mit speziell prozessierten Geschenk-Wafern ausgezeichnet. Seit dem ersten Treffen im Jahr 1999 haben Robl und Roeder Veranstaltungen organisiert und nachhaltig eine Fachgruppe aufgebaut. Zukünftig werden diese Dr. Mirko Vogt, Manager Chemical Vapor Deposition bei Infineon und Dr. Susanne Oertel, Abteilungsleiterin Front End am Fraunhofer IISB, diese Aufgaben übernehmen. Interessierte für die Mitarbeit in der Nutzergruppe sind herzlich willkommen!

Ein Forschungsteam der Rigaku SE und des Fraunhofer IISB hat gemeinsam eine einzigartige, industrietaugliche Charakterisierungsmethode für Halbleitermaterialien realisiert. Dabei wurde erstmalig der Aufbau des Röntgentopographiesystems mit der Entwicklung entsprechender Algorithmen zur Fehlererkennung und -quantifizierung kombiniert. Das Verfahren eignet sich optimal für Siliziumkarbid (SiC) – ein exzellenter Halbleiter für Bereiche wie Elektromobilität und Transport, nachhaltige Energierversorgung, industrielle Infrastruktur bis hin zu Sensoren und Quantentechnologien. Die Wissenschaftler Dr. Kranert und Dr. Reimann vom Fraunhofer IISB sowie Dr. Hippler, Geschäftsführer Rigaku Europe SE, wurden für diese Leistung mit dem Georg-Waeber-Innovationspreis 2023 des Förderkreises für die Mikroelektronik e.V. ausgezeichnet.

Prof. Holger Hanselka ist seit Mitte August 2023 neuer Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. Seine Dialogtour führt ihn zunächst an fünf Fraunhofer-Standorte, unter anderem nach Erlangen ans Fraunhofer IIS und Fraunhofer IISB.

At Photonics Days Jena, Valeriia was handed the award by Prof. Anke Kaysser-Pyzalla, CEO of the DLR (Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt e.V.) and Dr. Katja Böhler, State Secretary for Research, Innovation and Economic Development in Thuringia. The Applied Photonics Award is the Fraunhofer IOF's "Young Researchers Award for Innovative Theses" and honors particularly relevant research in the field of applied photonics.

Anlässlich seiner Verabschiedung in den Ruhestand erhielt Dr. Jürgen Lorenz, seit der Institutsgründung 1985 erfolgreicher Leiter der Abteilung Simulation, heute "Modellierung und künstliche Intelligenz", den Fraunhofer-Taler.

Im September durften wir wieder neue Auszubildende in unserem Team begrüßen! Dass wir so engagierte junge Menschen für die Bereiche Mikrotechnologie, Fachinformatik und Büromanagement gewinnen konnten, freut uns riesig.

Geht es um besonders verlustarme Halbleiterbauelemente und hocheffiziente Leistungselektronik, führt heute kein Weg mehr vorbei an Siliziumkarbid (SiC). Das Wide-Bandgap-Halbleitermaterial SiC ist dem konventionellen Silizium in vielen Belangen überlegen und erobert immer neue Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Optoelektronik, Sensorik oder Festkörper-Quantenelektronik. Selbst im Weltraum kann SiC mittlerweile seine überragenden physikalischen Eigenschaften beweisen: Bei der aktuellen NASA-Mission MARS2020 ist eine SiC-UV-Photodiode der Berliner Firma sglux mit an Bord. Der SiC-Chip mit den Heterostrukturen für die UV-Photodiode wurde am Fraunhofer IISB in Erlangen auf der institutseigenen CMOS-Linie prozessiert. Seit der Landung des Mars-Rovers Perseverance auf der Marsoberfläche am 18. Februar 2021 funktioniert die SiC-Photodiode absolut zuverlässig unter extremen Umweltbedingungen. Der UV-Sensor ist ein Bestandteil des Deep-UV-Raman-Spektrometers SHERLOC, mit dem die NASA auf der Marsoberfläche nach Spuren von vergangenem Leben sucht. Das Fraunhofer IISB bietet KMU, Mittelstand und Industrie niedrigschwelligen Zugang zu Hightech-Infrastruktur und einzigartiges Know-how im Bereich der Halbleitertechnologie an.

Semilab is pleased to announce an agreement to form a long-term strategic partnership with Fraunhofer IISB. Within the framework of this cooperation, a demo lab will be opened with a strong focus on developing state-of-the-art metrology and inspection solutions for wide bandgap semiconductor materials.

Kevin Ehrensberger hat seine Ausbildung zum Mikrotechnologen am Fraunhofer IISB im September 2021 abgeschlossen. Mit seinen Kolleginnen Nadine Riek und Stefanie Schickedanz hat der ehemalige Nanotechnologie-Student eines gemeinsam: „Ich wollte auch mit meinen Händen arbeiten, etwas mit Bezug zur Realität machen.“ Das Wörtchen „auch“ ist in diesem Satz elementar. Um ihren Beruf auszuüben, tauchen Mikrotechnolog:innen sowohl theoretisch als auch praktisch ganz tief in die Mikro- und Nanostrukturen von Computerchips und Halbleiterbauelementen ein. Stephanie Natzer, Ausbilderin am Fraunhofer IISB, erklärt, warum dieser abwechslungsreiche Beruf so viel Zukunft hat: „Mikrotechnologinnen und Mikrotechnologen wissen, wie man diese winzigen Wunderwerke herstellt und erleben praktisch in Echtzeit den technologischen Fortschritt mit.“

Wir rufen für das Schuljahr 2023/2024 zum 3. deutschlandweiten Schülerwettbewerb „Wer züchtet den schönsten Kristall?“ für Schülerinnen und Schüler der 5. – 13. Jahrgangsstufe auf. Mit einfachen Mitteln und ein wenig Geduld sollen schöne und große Kristalle aus einer wässrigen Lösung „gezüchtet“ werden (so nennt man die Kristallherstellung). Zeit ist bis zum 15. Dezember 2023. Danach wählt eine Jury die schönsten Kristalle aus. Die Sieger werden bei einer feierlichen Preisverleihung im Rahmen der Deutschen Kristallzüchtungstagung im März 2024 in Erlangen prämiert.

Wann lohnt sich für KMU die Investition in eigene regenerative Energieerzeugung, Energiespeicher oder Modernisierungsmaßnahmen ihres Energiesystems? Wie können sie auf veränderte Produktions- und Marktbedingungen souverän reagieren? Diese Fragen können Unternehmen für sich nur individuell beantworten - und dabei unterstützt sie die jetzt verfügbare, kostenlose Softwaretoolbox. Sie beinhaltet drei Tools, die unternehmensspezifische Energiedaten analysieren, Energiebedarfe prognostizieren, Einsparpotenziale aufzeigen und das Energiesystem simulieren. Der Einfluss von geplanten Erweiterungen und Veränderungen der Energieinfrastruktur kann so schon vor einem realen Eingriff – ohne Auswirkungen auf sensible Produktionsprozesse – untersucht werden. Mit der Kalkulation des langfristigen Aufwand-Nutzen-Verhältnisses gewinnen Unternehmen Sicherheit bei der Durchführung von Anpassungen und können ihre Kosten und gleichzeitig ihre CO2-Emissionen senken. So haben Unternehmen eine flexible Lösung zur Optimierung ihrer energetischen Gebäudeinfrastruktur (EGI) an der Hand.

Die Verbreitung der Elektromobilität stellt neue Herausforderungen an die Infrastruktur: Stationen zum Aufladen der Fahrzeugbatterien müssen in das vor Ort vorhandene stationäre Energienetz optimal integriert sein. Notwendig ist ein übergreifendes Ladekonzept für unterschiedliche Fahrzeugtypen. Im Verbundprojekt eMobiGrid entwickeln drei mittelständische Unternehmen, die Universität Bayreuth und das Fraunhofer IISB gemeinsam praxistaugliche Lösungen, um die Verkehrswende zu beschleunigen. eMobiGrid wird im Rahmen der „Förderrichtlinie Elektromobilität des BMDV“ mit rund drei Millionen Euro durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und durch den Projektträ-ger Jülich (PtJ) umgesetzt.

Das Verbundvorhaben INNOBATT verfolgt einen neuartigen und ganzheitlichen Ansatz für anwendungsspezifische Batteriespeicher, der die komplette Wertschöpfungskette vom Grundmaterial bis zum späteren Recycling berücksichtigt. Ziel des Konsortiums aus Wissenschaft und Industrie ist die gemeinsame Entwicklung eines nachhaltigen und intelligenten elektrischen Speichersystems, das von vornherein auf ressourcenschonende Herstellung, herausragende Betriebssicherheit und einfache Wiederverwertbarkeit ausgelegt ist. Ausgangspunkt ist die kostengünstige Zellchemie der Aluminium-Ionen-Batterie (AIB), die mit nicht entflammbaren Materialien arbeitet und auf kritische Rohstoffe verzichtet. Das Projekt INNOBATT wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms „Batterie2020Transfer“ gefördert.

Im Jahr 2022 ist es unserer Abteilung Materialien gelungen, einen Aluminiumnitrid-Kristall mit einem Durchmesser von 43 mm in technologierelevanter Qualität zu züchten. Nun haben Dr. Elke Meißner und ihr Team von der Gruppe Nitridmaterialien im nächsten Schritt die ersten 1-Zoll-AlN-Wafer aus diesem Kristall gefertigt. (Kurzmeldung auf Englisch)

Lokale und dezentral gesteuerte Gleichstromnetze bieten viele Vorteile im Vergleich zum herkömmlichen öffentlichen Wechselstromnetz. In unserem neuen Video aus der Reihe "IISB Insights" stellt Bernd Wunder, Gruppenleiter Gleichstromnetze, unsere vielfältigen DC-Aktivitäten vor. Wir am Fraunhofer IISB unterstützen Sie gerne, wenn es um Leistungselektronik, Schutztechnik, Netzanalyse und Stabilität für Gleichstromanwendungen geht.

An der ETH Zürich haben Studierende im Rahmen eines Schwerpunktprojekts ein 4-Personen-Flugzeug mit einem batterieelektrischen Antriebsstrang ausgestattet. Am 19. September 2022 meisterte der E-Sling-Flieger in Dübendorf (bei Zürich) seinen Erstflug. Um eine Sling-TSi zu elektrifizieren, wurde der Verbrennungsmotor entfernt und durch ein modulares Batteriesystem ersetzt, das 44 kWh Energie speichert und eine Reichweite von bis zu 200 km erreicht. Das modulare Batteriesystem wird mit dem vom Fraunhofer IISB entwickelten Batteriemanagementsystem foxBMS® überwacht und gesteuert. Die zuverlässige und sorgfältig dokumentierte Architektur von foxBMS® ermöglichte es dem Schweizer Studierendenteam, die Flugzulassung des Bundesamts für Zivilluftfahrt (BAZL) zu erhalten. (auf Englisch)