Wichtiger Partner der Wirtschaft: Das Erlanger Fraunhofer-Institut IISB ist führend bei Leistungselektronik und Halbleitern.
Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen gehört zu den international führenden Forschungseinrichtungen in der Leistungselektronik. Diese ist ein unerlässlicher Baustein in elektrischen Antrieben, Stromnetzen oder bei der regenerativen Energieerzeugung. Nach Worten von Prof. Dr.-Ing. Jörg Schulze, der das Institut seit Kurzem leitet, verfügt das IISB über ein breites Spektrum aus Technologieverständnis, Systemwissen und Anwendungsnähe. Damit sei es ein europaweit einzigartiges Forschungszentrum für die Leistungselektronik und die dafür nötigen Halbleitertechnologien. Der Halbleiterexperte hat gleichzeitig die Leitung des Lehrstuhls für Elektronische Bauelemente an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) übernommen, mit der das IISB in Forschung und Lehre eng zusammenarbeitet. Durch diese Zusammenarbeit werde ein kompletter Bogen von der Grundlagenforschung bis zur industriellen Verwertung gespannt, so Schulze.
Eng arbeitet das IISB auch mit kleinen und mittleren Unternehmen zusammen: Das Institut ermöglicht ihnen den Zugang zu aktuellem Know-how und vermittelt Kontakte zu potenziellen Partnern. Die Kooperation mit dem IISB kann für die Unternehmen beispielsweise dann wertvoll sein, wenn diese neue Produkte entwickeln, aber die dafür meist in kleinerer Stückzahl benötigten Spezialbauelemente nicht bei den klassischen Zulieferern verfügbar sind. Hier sieht sich das IISB auch für Unternehmen der Metropolregion als „Andockstelle, Technologieplattform und Entwickler von Spezialkomponenten“. Weitere Aktivitäten des IIBS in Kooperation mit der Wirtschaft sind die Materialentwicklung sowie die Entwicklung von kompletten Modulen und Systemen (z. B. hocheffiziente Leistungswandler, komplette Energieversorgungssysteme für Gebäude im industriellen Maßstab).
Jörg Schulze war seit 2008 Direktor des Instituts für Halbleitertechnik an der Universität Stuttgart und folgt beim IISB auf Prof. Dr. Martin März, der das Institut seit 2018 kommissarisch geleitet hat. In seiner neuen Tätigkeit will er die Bandbreite der Kooperationen mit der Wirtschaft noch ausbauen. Spezialthemen des Wissenschaftlers sind der Einsatz von Silizium-Germanium-Zinn in Transistoren, Photonik oder Quantenelektronik. Ein weiteres Forschungsfeld sind Anwendungen des Halbleiters Siliziumkarbid in der Leistungselektronik.
Neue Halbleiter-Technologien
Einen Fokus legt der neue Institutsleiter auf sogenannte Halbleiter mit großer Bandlücke („wide bandgap“), die zunehmende Bedeutung in der Automobil- und Luftfahrtindustrie gewinnen. Sie ermöglichen im Vergleich zum klassischen Silizium geringere Schaltverluste, den Betrieb bei höheren Spannungen, Frequenzen und Temperaturen und auch eine höhere Zuverlässigkeit. Allerdings ist ihre Herstellung im industriellen Maßstab deutlich schwieriger und teurer. Das IISB ist nach eigenen Angaben europaweit führend beim Wide-Bandgap-Halbleiter Siliziumkarbid (SiC): In Erlangen verfüge man über eine vollständige Technologielinie zur Herstellung von SiC-Bauelementen. Mit SiC ließen sich bisher unerreichte Funktionalitäten und Leistungsbereiche erschließen, etwa in der Sensorik oder der elektrischen Antriebstechnik, perspektivisch sogar für Quantenanwendungen. „Auch wenn es hier noch viel zu forschen gibt, durchdringen Wide-Bandgap-Halbleiter zunehmend den Weltmarkt“, so Schulze mit Verweis auf Megatrends wie Elektromobilität, Industrie 4.0 und erneuerbare Energien.
„Unsere Region kann stolz darauf sein, mit dem IISB seit Jahren ein zweites, eigenständiges Fraunhofer-Institut vor Ort zu haben. Das erleichtert mittelfränkischen Unternehmen den Zugang zu neuen technologieorientierten Themen“, so Dr.-Ing. Robert Schmidt, Leiter des IHK-Geschäftsbereichs Innovation/Umwelt. Das gelte insbesondere für die Querschnittstechnologie Leistungselektronik, bei der Mittelfranken hervorragendes Know-how habe. Ein wichtiger Partner sei das IISB auch bei Themen wie Wandlung, Übertragung und Speicherung von elektrischer Energie inklusive der Simulation und Steuerung sektorengekoppelter Energiesysteme. Wichtige Beiträge liefere das IISB zudem beim Zukunftsthema Elektromobilität mit Batteriespeicher.
