Die Entwicklung von neuen Transistor-Technologien erfährt derzeit einen bedeutenden Aufschwung. Teams von Paul Motzki von der Universität des Saarlandes und John Heppe von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Saar arbeiten an der Gestaltung revolutionärer Folientransistoren. Diese befinden sich im Hinblick auf Energieeffizienz und Flexibilität an der Spitze der Forschung.
Transistoren fungieren als zentrale Komponenten in der Elektronik, indem sie elektrische Signale schalten oder verstärken. Ihre Rolle ähnelt der eines Wasserhahns, der den Wasserfluss reguliert. Die neuen Folien, die aus Silikonfolien statt traditionellen Halbleitermaterialien wie Silizium oder Germanium bestehen, könnten in verschiedenen Anwendungen eine wesentliche Verbesserung darstellen, insbesondere in der Medizintechnik sowie in intelligenten Textilien.
Innovative Technologien und Präsentation auf der Hannover Messe
Die bahnbrechenden Folientransistoren werden vom 20. bis 24. April auf der Hannover Messe am Gemeinschaftsstand „Germany‘s Saarland“, Halle 11, Stand D41, präsentiert. Die Entwicklung zielt darauf ab, die bisherige leitfähige Schicht aus Ruß durch eine klare, metallische Beschichtung zu ersetzen, die mit dem Sputter-Verfahren aufgebracht wird.
Die beidseitige Beschichtung der Folie mit einer elektrisch leitfähigen, dehnbaren Elektrodenschicht nutzt elektrostatische Kräfte, um die Folie durch Änderung der elektrischen Spannung zu steuern. Dadurch wird jede Bewegung der Folie in einen spezifischen Messwert der elektrischen Kapazität umgesetzt, was das Potenzial hat, intelligente Anwendungen zu revolutionieren.
Markt und zukünftige Anwendungen
Die Nachfrage nach Halbleitern hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen, insbesondere in der Automobil- und Maschinenbauindustrie, die mehr als 60 % der Abnehmer in Europa ausmachen. Laut bundeswirtschaftsministerium.de wird der Chipsbedarf im Industriesektor in Europa bis 2030 voraussichtlich doppelt so hoch sein. In einem Auto sind oft über 1.000 Mikrochips verbaut, und fehlende Komponenten können die gesamte Produktion zum Stillstand bringen.
Angesichts der weltweiten Geopolitik und der Herausforderungen in den Lieferketten ist die Notwendigkeit, neue Fertigungskapazitäten und Technologien zu implementieren, um die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken, wichtiger denn je. Mit Initiativen wie dem European Chips Act, der im September 2023 in Kraft trat, sowie dem IPCEI Mikroelektronik, das seit 2017 fast 1 Milliarde Euro für moderne Chipfabriken in Deutschland bereitstellt, wird deutlich, wie ernst die Bemühungen sind, die Halbleiterindustrie in Europa zu revitalisieren.
Das Projekt TransDES, das vom Saarland und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert wird, soll in den kommenden Jahren zur Entwicklung von energieeffizienten Minimotoren für Anwendungen in Kleidung oder als elektronische Schalter beitragen. Dabei wird angestrebt, Folienplatinen für Hochspannung zu entwickeln, die nicht nur leicht und biegsam, sondern auch kosteneffizient sind.
Die Ergebnisse dieser Forschung könnten nicht nur in der Industrie, sondern auch in der Gründung von Unternehmen wie der mateligent GmbH direkt umgesetzt werden. Der Fortschritt in der Folientransistor-Technologie könnte somit nicht nur neue Innovationswege eröffnen, sondern auch zum ökologischen Transformationsprozess der Mikroelektronikbranche beitragen, die sich ressourcensparende Produktionsprozesse und eine Kreislaufwirtschaft zum Ziel gesetzt hat.