L’innovativa produzione di wafer GaN da 300 mm di Infineon

Infineon Technologies, leader globale nel settore dei semiconduttori, nei sistemi di alimentazione e nell'IoT, ha sviluppato la prima tecnologia al mondo per wafer di nitruro di gallio (GaN) da 300 mm. Il nuovo wafer GaN da 300 mm rappresenta un punto di svolta per trasformare il mercato globale dei semiconduttori di potenza, e promette di modellare questo segmento di mercato in rapida crescita. Infineon è la prima azienda al mondo a padroneggiare questa innovativa tecnologia in un ambiente di produzione esistente e scalabile ad alto volume.

GaN domina l'elettronica di potenza

I semiconduttori di potenza sono essenziali per affrontare le sfide legate all'energia del nostro tempo e contribuire a plasmare la trasformazione digitale. Il nitruro di gallio (GaN) è un semiconduttore WBG (Wide BandGap) con una banda proibita di 3,2 elettronvolt, quasi tre volte superiore a 1,1 eV del silicio. La banda proibita più ampia consente al materiale di funzionare a tensioni e temperature più elevate, e commutare a frequenze più elevate rispetto al silicio. Tale materiale può anche raggiungere una maggiore densità di potenza rispetto ai tradizionali dispositivi basati su silicio, il che lo rende altamente efficiente con un ingombro ridotto. E' proprio grazie a queste caratteristiche, che i semiconduttori di potenza basati su GaN sono diventati popolari per varie applicazioni che spaziano dagli alimentatori per sistemi di Intelligenza Artificiale, inverter solari, caricabatterie, sino ai sistemi di controllo motori e molti altri nei settori industriale, automobilistico e delle comunicazioni. Con l'introduzione della produzione di wafer GaN da 300 mm, Infineon punta a migliorare ulteriormente le caratteristiche funzionali del nitruro di gallio, oltre a raggiungere la parità di costo con il silicio nel tempo.

Infineon guida il mercato GaN in rapida crescita

Infineon Technologies ha sviluppato la prima tecnologia al mondo di wafer di nitruro di gallio (GaN) da 300 mm, segnando quella che alcuni definiscono una svolta significativa nel settore dei semiconduttori di potenza. Grazie a questo importante sviluppo, Infineon è la prima azienda al mondo ad integrare la produzione dei nuovi wafer in un ambiente di produzione esistente ad alto volume. Ciò rappresenta un grande passo avanti per l'industria elettronica, poiché lo sviluppo sarà senza dubbio considerato da alcuni come un importante evoluzione per la produzione dei semiconduttori, offrendo sostanziali guadagni sia in termini di efficienza che di capacità produttiva. Inoltre, la produzione di 300 mm garantisce una stabilità superiore della fornitura al cliente grazie alla scalabilità.

L'azienda ritiene che l'aumento della produzione su wafer più grandi garantirà anche una migliore stabilità e flessibilità dell'offerta, consentendole di soddisfare la crescente domanda di semiconduttori di potenza GaN in un mercato sempre più dinamico e competitivo. L'utilizzo di wafer da 300 mm, tecnologicamente superiori ai wafer da 200 mm oggi ampiamente utilizzati, consente un aumento di 2,3 volte del numero di chip per wafer, portando ad una maggiore produttività e potenziali risparmi sui costi. E' probabile che questo progresso abbia un profondo impatto sul mercato in crescita dei semiconduttori di potenza basati su GaN, che vengono sempre più adottati in un'ampia gamma di settori, dall'automotive all'elettronica di consumo. I nuovi wafer vengono prodotti nello stabilimento di Infineon a Villach, in Austria, utilizzando una linea pilota integrata all'interno dell'infrastruttura di produzione di silicio da 300 mm esistente dell'azienda. Infineon sta sfruttando la sua consolidata esperienza nella produzione di wafer di silicio da 300 mm e GaN da 200 mm per garantire una transizione graduale e per scalare la sua capacità GaN in linea con le richieste del mercato.

Figura 1: Thomas Reisinger, Chief Operations Officer di Infineon Technologies Austria (Fonte: Infineon)

L'azienda ha inoltre dichiarato che continuerà ad espandere le proprie capacità di produzione di GaN, con l'obiettivo di plasmare il mercato, che si prevede raggiungerà diversi miliardi di dollari entro la fine del decennio. Un vantaggio significativo della tecnologia GaN da 300 mm è che può utilizzare le apparecchiature di produzione di silicio esistenti da 300 mm, poiché il nitruro di gallio e il silicio sono molto simili nei processi di produzione. La capacità di Infineon di integrare la produzione di questi nuovi wafer nelle sue strutture esistenti, consentirà anche un'implementazione accelerata ed un uso efficiente del capitale, posizionando l'azienda nella leadership dei mercati del GaN e dei sistemi di alimentazione per soddisfare la domanda globale di semiconduttori ad alte prestazioni. Questa evoluzione tecnologica rappresenta un punto di svolta per il settore e consentirà di sbloccare il pieno potenziale del nitruro di gallio. Lo sviluppo di questi wafer è un passo fondamentale nella più ampia strategia di Infineon per guidare il mercato GaN. La svolta arriva quasi un anno dopo l'acquisizione di GaN Systems da parte di Infineon, una mossa strategica che ha consolidato la posizione dell'azienda nel settore dei semiconduttori di potenza. La novità riflette anche l'attenzione di Infineon sulla padronanza di tre materiali chiave nei sistemi di alimentazione: silicio, carburo di silicio e nitruro di gallio, ognuno dei quali offre vantaggi distinti per diverse applicazioni. Infineon presenterà al pubblico i primi wafer GaN da 300 mm all'evento electronica, che si terrà nel novembre 2024 a Monaco di Baviera.