Halbleiteranwendungen

Halbleiteranwendungen umfassen die Nutzung von Halbleitermaterialien und Halbleiterbauelementen zur Steuerung, Umwandlung und Erfassung elektrischer Signale. Typische Bauelemente sind Dioden, Transistoren und integrierte Schaltkreise (ICs). Durch hohe Integrationsdichte, geringe Leistungsaufnahme und schnelle Signalverarbeitung ermöglichen sie eine Vielzahl moderner elektronischer Systeme.

Zentrale Anwendungsfelder liegen in der Elektronik und Informationstechnik (Mikroprozessoren, Speicher, Kommunikations-ICs), Rechenzentren und Telekommunikation, der Energie- und Antriebstechnik (Spannungswandler, Motorsteuerungen, Traktionsantriebe), der Automobilindustrie (Sensorik, Fahrerassistenzsysteme, Infotainment), der Optoelektronik und Beleuchtung (LEDs, Laser, Fotodetektoren) sowie der erneuerbaren Energien und der Energieversorgung (Solarkonversion, Leistungsinverter). Weitere wichtige Bereiche sind die Medizinische Technik (Bildgebung, Messtechnik) und die Industrieautomation sowie Sensorik.

Technologien beruhen überwiegend auf Siliziumbasis für den Großteil der integrierten Schaltungen (CMOS). Ergänzend kommen Verbindungshalbleiter wie GaAs, GaN und SiC zum Einsatz, etwa in Hochfrequenz-, Hochleistungs- oder lichtemittierenden Anwendungen. Wesentliche Entwicklungen betreffen steigende Integration, fortgeschrittene Lithografie, neue Verpackungs- und Kühltechniken sowie verbesserte Energieeffizienz. Zu den Herausforderungen zählen Kosten, Materialqualität, Fertigungskomplexität sowie Recycling- und Umweltfragen.