ABB Semiconductors

2010-06-18 - ABB Semiconductors ist führend in der Herstellung von Leistungshalbleitern und Kompetenzzentrum für den gesamten ABB-Konzern.

In den Reinräumen in Lenzburg (Aargau) werden Halbleiterbauelemente auf der Basis von zwei Technologieplattformen gefertigt: der traditionellen und bewährten Bipolar-Technologie und der neueren, fertigungstechnisch noch anspruchsvolleren BiMOS-Technologie mit den IGBT-Chips. Für beide bestehen spezielle Fertigungslinien. Die Produkte unterscheiden sich nach Schaltcharakteristik und Leistungsvermögen und können genau auf die Bedürfnisse der Anwendung abgestimmt werden.

Um die führende Marktposition zu untermauern, hat ABB 150 Millionen Franken in den Ausbau der Halbleiterproduktion investiert. Die erweiterte Infrastruktur hat im April 2010 den Betrieb aufgenommen. Der Ausbau wird die Produktionskapazität deutlich erhöhen und mithelfen, die anhaltende Nachfrage zu bewältigen sowie Qualität und Liefertreue zu sichern.

Vier Anwendungsbereiche

Ein Anwendungsbereich ist die Stromübertragung und Stromverteilung, wo die Leistungshalbleiter innerhalb von Millionstelsekunden Energieströme im Megawatt-Bereich schalten. So zum Beispiel in der Hochspannungs-Gleichstromübertragungsleitung vom Dreischluchtendamm in China bis zur Küstenstadt Shanghai. Auf einer Distanz von 1.100 Kilometern wird Strom für rund 6 Millionen Haushalte transportiert.

Ein zweiter Anwendungsbereich ist die Industrie, wo die ABB-Leistungshalbleiter immer unentbehrlicher werden – etwa in Antrieben von Schiffsmotoren, Pumpen, Lüftern oder Gaskompressoren sowie in Gleichrichtern großer Aluminiumschmelz-, Zement- oder Chlorwerke.

Ein dritter Anwendungsbereich sind die Bahnen. Im Bahnbereich werden die Antriebe von Zügen ebenfalls mit Halbleiterelementen ausgerüstet. Alle großen und renommierten Bahnhersteller der Welt verwenden die leistungsstarke ABB-Technologie aus Lenzburg.

Ein vierter Anwendungsbereich sind die Erneuerbaren Energien. Ein Beispiel ist die weltweit erste Netzanbindung des größten Offshore-Windparks der Welt, BorWin1, der 2010 den Betrieb aufnehmen wird. Auch in dieser Anlage werden Leistungshalbleiter aus Lenzburg verwendet.

Sauberer als im OP

Diese hochempfindlichen Leistungshalbleiter-Elemente werden unter extremen Reinheitsbedingungen produziert. Die Beschäftigten bei ABB Semiconductors in Lenzburg tragen Schutzkleidung, Hauben, Handschuhe, Gesichtsschutz und Spezialschuhe und erinnern eher an Chirurgen denn an Beschäftigte aus der Produktion.

Die Reinräume, in denen etwa die hochempfindlichen IGBT-Siliziumchips produziert werden, übertreffen in puncto Sauberkeit einen Operationssaal bei Weitem: In den luftgefilterten, vibrationsarmen und temperaturkonstanten Räumen dürfen maximal 10 Partikel à 0,0005 Millimeter Durchmesser pro Kubikmeter Luft existieren – andernfalls würde die Qualität der Produkte beeinträchtigt. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar misst im Durchmesser 0,076 Millimeter.

Hochkomplexe Arbeitsschritte

Nur wenig dicker als ein Haar sind die Scheiben aus Silizium, sogenannte Wafers, die Schicht um Schicht die zur blitzschnellen Stromschaltung notwendigen Eigenschaften erhalten. Hierfür werden sie in über 200 hochkomplexen Arbeitsschritten und unter Verwendung von High-Tech-Apparaturen bearbeitet: Atome werden implantiert oder wandern im Diffusionsofen bei Temperaturen bis 1.280 Grad Celsius tiefer in die Materie. Im Gelbraum werden die Siliziumscheiben durch Fotolithografie strukturiert und durchlaufen dann im Ätzraum verschiedene Bäder. Alle diese Bearbeitungsvorgänge kommen mehrfach, das heißt, bei jeder Schicht, zum Einsatz. Am Schluss folgt das maßgerechte Zuschneiden.

Ist das Siliziumhalbleiter-Element fertig produziert, rollt ein aufwändiger Prüfprozess an: Jeder Chip wird auf 25 Eigenschaften bezüglich Spannung und Strom bei verschiedener Frequenz und Temperatur gemessen.

Qualität bestimmt Leistung

Die Beschäftigten der ABB Semiconductors verwenden zur Steigerung der Produktionsqualität Werkzeuge der international führenden Six Sigma Methodik, bei der alle Prozesse statistisch erfasst, ausgewertet und optimiert werden.
Die Qualität der Chips ist maßgebend. Sie bestimmt die Schaltgeschwindigkeit, die Leistung und die Lebensdauer eines Leistungshalbleiter-Elementes. So kann ein Quadratzentimeter großer Siliziumchip aus Lenzburg einen Strom von vielen Ampere mehrere tausendmal pro Sekunde ein- und ausschalten. Da ist so, als würde man einen Formel-1-Rennwagen in Bruchteilen einer tausendstel Sekunde voll beschleunigen und wieder abbremsen!

ABB ist führend in der Energie- und Automationstechnik. Das Unternehmen ermöglicht seinen Kunden in der Energieversorgung und der Industrie, ihre Leistung zu verbessern und gleichzeitig die Umweltbelastung zu reduzieren. Die Unternehmen des ABB-Konzerns sind in rund 100 Ländern tätig und beschäftigen etwa 117.000 Mitarbeiter.

Zum Download bitte auf das Bild klicken:


ABB Semiconductors in Lenzburg (Außenansicht).

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