Milliarden mit Galliumnitrid-Halbleitern

Der Ineffizienz geht es an den Kragen. Die Fortentwicklung von Galliumnitrid (GaN)-Halbleitern nimmt kräftig an Fahrt auf. Eine neue GaN-Technik ermöglicht sogar Betriebsspannungen bis 1.200 V. 

Die hohen Erwartungen, die vor allem die Elektromobilität an fortschrittliche Galliumnitrid (GaN)-Halbleiter gestellt hat, haben sich allesamt erfüllt. Geringere Verlustleistung, höhere Spannungsfähigkeit und weniger Kühlbedarf scheinen nun traditionelle Silizium-Halbleiter langsam aber sicher vom Markt zu verdrängen. Zumindest im Zuge der Elektrifizierung künftiger Fahrzeugflotten. Und selbst hinsichtlich der Kostenparität mit Silizium ist man erheblich weitergekommen. 

Der entscheidende Hebel dabei ist die Fertigung. So produziert beispielsweise Infineon GaN-Halbleiter inzwischen auf 300-mm-Wafern, was 2,3-mal mehr Chips pro Wafer gegenüber dem bisherigen 200-mm-Standard liefert – und die Stückkosten erstmals in die Nähe von Legacy-Silizium bringt. Der Schritt gilt in der Branche als Durchbruch, denn er löst das strukturelle Problem, das GaN trotz technischer Überlegenheit lange aus dem Massenmarkt ferngehalten hatte. 

Vertikale GaN-Technik

Dass darüber hinaus innerhalb kurzer Zeit manche Unternehmen auch technologisch Fortschritte im Aufbau der Strukturen erzielt haben, rückt den GaN-Halbleiter für Hochvoltanwendungen bis 800 V noch stärker in den Fokus der Automobilhersteller und Zulieferer. So hat Ende des vergangenen Jahres das in Scottsdale, Arizona, ansässige Halbleiterunternehmen Onsemi (ehemals ON Semiconductor) die Leistungsgrenze weit in den Hochvoltbereich verschoben, indem es den Strom durch das Substrat statt über die Oberfläche leitet.

Diese sogenannte Vertical-GaN-Technik ermöglicht laut Hersteller Betriebsspannungen bis 1.200 V. Dieser Bereich war bisher Siliziumkarbid (SiC)-Halbleitern vorbehalten. GaN-Bauteile benötigen dafür im Übrigen nur ein Drittel der Gehäusegröße. Wann genau die ersten automobilen Serieneinsätze vermeldet werden, bleibt abzuwarten. Einen ersten Härtetest absolvieren die herkömmlichen GaN-Leistungshalbleiter bereits seit Mitte des vergangenen Jahres im E07, einem SUV des chinesischen Herstellers Qiyuan.

GaN-basierte Onboard-Charging-Einheit

Diese Beispiele zeigen deutlich, dass GaN-Halbleiter ihre Marktreife erreicht haben. Und "in zahlreichen Branchen deutlich an Dynamik gewinnen", wie es Johannes Schoiswohl, Leiter des Geschäftsbereichs GaN Systems bei Infineon, vor wenigen Tagen anlässlich der Veröffentlichung des "GaN Insights 2026" erklärte. Die von Analysten vorhergesagten Marktvolumen geben ihm recht. So erwarten etwa die Autoren der Yole Group, dass der Markt für GaN-Leistungshalbleiter bis 2030 auf knapp drei Milliarden Dollar wächst – ein Zuwachs von rund 400 % gegenüber 2025. 

Laut Infineon wird das Wachstum durch die seit 2025 laufenden Produktionsanläufe getragen, die eine GaN-Adaption in viele Branchen ausweiten und neue Anwendungen erschließen. Die Analysten von Trendforce gehen deshalb auch von einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 44 % bis 2030 aus. Die Umsätze sollen 2026 bei 920 Millionen US-Dollar liegen, was einem Plus von 58 % gegenüber 2025 entspricht.