Halbleiter-Technologien für eine energieeffiziente Elektronik aus Galliumnitrid
News / 19. Mai 2026
Galliumnitrid spielt Schlüsselrolle für grünere Elektronik
Eine deutliche Reduktion des Energieverbrauchs und der CO₂‑Emissionen durch modulare, leicht integrierbare GaN‑Leistungshalbleiter – das ist das Ziel im EU-geförderten Projekt All2GaN. 45 Partner*innen aus zwölf Ländern arbeiten daran, das Energiesparpotenzial von Galliumnitrid‑Halbleitern (GaN) für eine Vielzahl industrieller Anwendungen nutzbar zu machen. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle entlang der Wertschöpfungskette: Mit seiner international führenden Expertise in der Aufbau‑ und Verbindungstechnik entwickelt das Institut innovative Fügetechnologien, die entscheidend für die Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Nachhaltigkeit zukünftiger GaN‑Elektronik sind.
Galliumnitrid gilt als einer der wichtigsten Halbleiterwerkstoffe für die Elektronik der Zukunft. Im Vergleich zu Silizium ermöglicht GaN höhere Leistungsdichten, geringere Schaltverluste und höhere Frequenzen – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen in Telekommunikation, Rechenzentren, E‑Mobilität, erneuerbaren Energien und Smart‑Grid‑Systemen.
Die im Projekt All2GaN („Affordable smart GaN IC solutions for greener applications“) entwickelten Bauelemente werden in elf industriellen Use‑Case‑Demonstratoren getestet, um das Effizienzpotenzial systematisch zu bewerten. Über alle Anwendungsfälle hinweg erwarten die Forschenden eine durchschnittliche Verlustreduktion von rund 30 Prozent und wollen eine Integrations‑Toolbox entwickeln, die eine neue Generation modularer, leicht integrierbarer GaN‑Leistungshalbleiter präsentiert.
Die Entwicklung geeigneter Verbindungstechnologien auf Leiterplatte ist essenziell, um die Vorteile von Galliumnitrid in realen Anwendungen nutzen zu können. Während andere Projektpartner klassische Lötverfahren oder Sintertechnologien untersuchen, konzentrieren sich die Fraunhofer IZM-Wissenschaftler*innen auf die Thermokompression – ein Verfahren, welches sich besonders für Fine-Pitch-Anwendungen mit Strukturgrößen im Bereich < 10 µm eignet.
Das Projekt All2GaN läuft vom 01.05.2023 – 30.10.2026 und wird im Rahmen des Chips Joint Undertaking (Grant Agreement No 101111890) mit insgesamt 60 Mio. Euro gefördert, darunter 4,81 Mio. Euro vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und 40.000 Euro vom Freistaat Thüringen.