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  • Das ForLab FutureLabPE ermöglicht Forschung zu modularen Konzepten für anwendungsoptimierte Leistungselektronik.
  • Neue Anwendungen in der Leistungselektronik stehen im Zentrum der Forschung des ForLab FutureLabPE.
  • Das ForLab FutureLabPE befasst sich mit der Forschung an WBG-Halbleitern für neue Anwendungen in der Leistungselektronik.

ForLab FutureLabPE

WBG-Halbleiter für neue Anwendungen in der Leistungselektronik

Mit Anwendungsforschung an neuen Halbleitern mit hoher Bandlücke beschäftigt sich das Forschungslabor Mikroelektronik Paderborn für Zuverlässigkeit in der Leistungselektronik. Zu diesen sogenannten wide-band-gap- (WBG-) Halbleitern zählen vor allem Siliziumcarbid SiC und Galliumnitrid GaN.

Die Wissenschaftler um Dr.-Ing. Frank Schafmeister vom Fachgebiet Leistungselektronik und elektrische Antriebe (LEA) an der Universität Paderborn wollen dafür eine Laborlandschaft von der WBG-Schaltungsentwicklung bis zum Gesamtgerät-Dauertest aufbauen. Im ForLab FutureLabPE arbeiten sie mit Kollegen von anderen Hochschulen und Forschungsinstituten, wie dem Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Paderborn oder dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen, sowie mit verschiedenen
Partnern aus der Industrie zusammen.

Ihr Ziel ist die Identifikation, Entwicklung und Optimierung von leistungselektronischen Anwendungen, die von den neuen Leistungshalbleiter-Technologien besonders profitieren, wie auch die Untersuchung von deren Zuverlässigkeit. WBG-Halbleiter bieten dabei ein enormes Potenzial – viele WBG-basierte Anwendungsgeräte können erheblich kompakter und verlustärmer dimensioniert werden als herkömmliche Systeme, die Silizium-Halbleiter nutzen. Ein resultierender höherer Miniaturisierungsgrad sowie eine gesteigerte Energieeffizienz bei niedrigeren Systemkosten ist für viele Anwendungen nicht nur vorteilhaft, sondern oft auch wegbereitend zur Erschließung neuer Performanzklassen und Einsatzgebiete. Besonders aussichtsreiche Anwendungsfelder sind Elektromobilität (OnBoard-, OffBoard Leistungswandler), Stromversorgungsgeräte für Datencenter und Mobilfunknetze (5G und darüber hinaus), Erneuerbare Energiesysteme (Erzeugung, Übertragung, Verteilung), dezentrale Stromversorgungen für Medizinische Anwendungen (CT, MRT, Ultraschall) wie für die Industrieautomatisierung (z.B. Industrie 4.0).