Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit mehreren Forschungszentren und beauftragten Technologieunternehmen entwickelt. Die spanische Regierung finanziert 68 % des 3,3 Millionen Euro teuren Forschungs- und Entwicklungsprojekts, das Teil der PERTE-Chip-Missionen-Ausschreibung des Zentrums für Technologieentwicklung und Innovation (CDTI) ist. Das DioSiC-Projekt fällt unter die Initiative zur Stärkung von Forschung, Entwicklung und Innovation im Bereich modernster mikroelektronischer Designs und alternativer Architekturen.
Die Forschung ermöglicht die Entwicklung eines neuen Materials mit 100 % spanischer Technologie, das weltweit noch nicht kommerziell erhältlich ist und einzigartige Eigenschaften für den Einsatz in der Hochleistungselektronik aufweist.
Konkret werden polykristalline Siliziumkarbid-Substrate (SiC) entwickelt und einem Hochdruck-Isostatischen Pressverfahren (HIP) – in der Größenordnung von 2.000 bar und 2.000 °C – unterzogen, um robuste, fehlerfreie SiC-Chips zu erhalten. Diese neuen Halbleiterchips werden die Produktionskosten von Hochleistungsbauteilen um 30 % senken und deren Effizienz um 35 % steigern, wodurch ihre Herstellung wirtschaftlich rentabel wird.
Anwendungsbereiche sind unter anderem die Industrie (z. B. die Herstellung von Elektrofahrzeugen), der Energiesektor (insbesondere erneuerbare Energien) sowie die IT- und Kommunikationsbranche. „Wir stehen vor einer großen wissenschaftlichen und technologischen Herausforderung, die es uns ermöglichen wird, erstmals international effizientere und wirtschaftlichere elektronische Hochleistungsbauteile zu entwickeln“, erklärt Andrés Hernando, CEO von Hiperbaric.
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Überwindung der aktuellen Einschränkungen bei der Verwendung von Siliziumkarbid durch die Herstellung polykristalliner Siliziumsubstrate mittels Funkenplasmasintern (SPS) und anschließender Hochdruckisostatischer Pressung (HIP). Dadurch kann Spanien diese innovativen Chips in angemessenen Zeiträumen und zu vernünftigen Kosten produzieren, die Nachfrage eines wachsenden Marktes decken und technologische Abhängigkeiten von anderen Ländern vermeiden. Die HIP-Behandlung von Siliziumkarbid (SiC) verbessert dessen Eigenschaften signifikant, indem sie potenzielle Defekte in polykristallinen SiC-Wafern beseitigt.
Ramón Torrecillas, CEO von Nanoker, erklärt: „Wir sind eines der wenigen europäischen Unternehmen, das die SPS-Technologie zur Herstellung des Basismaterials für Chips kontrolliert. In Zusammenarbeit mit Hiperbaric haben wir dieses neue Material entwickelt, das die HIP-Technologie benötigt, um die für die nächste Generation von Hochleistungschips von Fagor Electrónica erforderliche Qualität zu erreichen.“
In der Elektronik und Halbleiterindustrie bieten SiC-basierte Chips bereits zahlreiche Vorteile gegenüber Silizium-basierten Chips, darunter höhere Effizienz, schnellere Betriebszeiten und die Fähigkeit, unter Hochtemperatur- und Hochleistungsbedingungen zu arbeiten. Mit den vom spanischen Konsortium entwickelten hochwertigen polykristallinen SiC-Substraten lassen sich diese Bauelemente deutlich kostengünstiger und effizienter herstellen.
In Spanien ist das Unternehmen Hiperbaric mit Sitz in Burgos der einzige Hersteller von HIP-Anlagen. Auf dem internationalen Markt konkurriert es lediglich mit drei weiteren Unternehmen: einem schwedischen, einem belgischen und einem amerikanischen. Diese revolutionäre Technologie verbessert die mechanischen Eigenschaften, die Belastbarkeit und die Duktilität von Hochleistungsbauteilen und bietet erhebliche Vorteile durch die Beseitigung von Porosität und die Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus beseitigt HIP Porosität und andere innere Defekte, erhöht die Konsistenz von Hochleistungsmaterialien und ermöglicht die Instandsetzung defekter Teile.
Über DioSiC:
DioSiC ist ein Konsortium aus drei Unternehmen (Nanoker, Hiperbaric und Fagor Electrónica), das von drei CSIC-Zentren (Nationales Zentrum für Mikroelektronik (CNM), Zentrum für Materialphysik (CFM) und Zentrum für Nanomaterialien und Nanotechnologie (CINN)) sowie einem Technologiezentrum (CEIT) unterstützt wird. Zudem gehört das deutsche Fraunhofer-Institut mit seinen beiden Forschungszentren (Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnik – IISB; und Zentrum für Silizium-Photovoltaik – CSP) zum Konsortium.
Über HIPERBARIC:
Hiperbaric ist ein Unternehmen mit Sitz in Burgos, das sich seit 1999 der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von industrieller Hochdrucktechnologie und -ausrüstung widmet. Seit zwei Jahrzehnten ist es Lieferant von Maschinen für die Hochdruckverarbeitung (HPP) in der Lebensmittelindustrie. 2019 eröffnete das Unternehmen im Zuge eines Forschungs- und Entwicklungsprojekts einen neuen Geschäftsbereich, der sich auf die Entwicklung von Industrieanlagen für das Heißisostatische Pressen (HIP) konzentriert. Diese Anlagen werden für kritische Industriekomponenten in der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft, der Öl- und Gasindustrie, der Automobilindustrie und der Medizintechnik eingesetzt. 2021 wurde ein weiterer innovativer Geschäftsbereich eingeführt: die Hochdruck-Wasserstoffkompressionstechnologie (H₂), die mit erneuerbaren Energien betrieben wird. Damit leistet das Unternehmen einen Beitrag zur nachhaltigen Mobilität und zur Dekarbonisierung der Industrie. Hiperbaric ist bekannt für seine Zuverlässigkeit, seinen Kundenservice, seine Teamarbeit und seine kontinuierlichen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten.
