Slim schakelen: nieuwe leerstoel moet halfgeleidertechnologie versnellen

De Hamburg University of Technology (TU Hamburg) en chipfabrikant Nexperia slaan de handen ineen met een nieuwe leerstoel in vermogenselektronica. De samenwerking richt zich op de ontwikkeling van energie-efficiënte halfgeleiders en het opleiden van ingenieurs die de energietransitie wereldwijd kunnen ondersteunen. Prof. dr.-ing. Holger Kapels vervult de leerstoel en leidt tevens het nieuw opgerichte Institute for Power Electronic Devices.

De leerstoel concentreert zich op zogenaamde wide bandgap-materialen (WBG), zoals siliciumcarbide (SiC), galliumnitride (GaN) en aluminium-scandiumnitride (AlScN). Deze materialen maken snellere schakeling mogelijk, zorgen voor minder energieverlies en verkleinen het formaat van elektronische systemen. Hierdoor zijn ze met name geschikt voor toepassingen in onder meer elektrische voertuigen, industriële systemen en datacenters.

Binnen het nieuwe instituut onderzoekt men vermogenshalfgeleiders op basis van silicium, SiC, GaN en AlScN, nieuwe apparaatarchitecturen zoals verticale GaN-structuren, en voorspellende foutdetectie met behulp van machine learning. Ook de betrouwbaarheid van componenten onder extreme omstandigheden is een belangrijk speerpunt.

Lesgeven aan de ingenieur van morgen

Vanaf het wintersemester 2025/2026 verzorgt Kapels de vakken ‘Electrical Engineering I’ en ‘Wide Bandgap Semiconductors’ aan studenten van de faculteit Elektrotechniek, Informatica en Wiskunde. Zijn ervaring strekt zich uit van fundamenteel onderzoek tot industriële toepassing, met onder meer werk aan galliumnitride-gebaseerde vermogenshalfgeleiders en neuromorfe systemen.

In zijn inaugurele rede Innovative Power Semiconductor Devices as a Key Technology for an Electrified Future onderstreepte hij de sleutelrol van deze technologie in de wereldwijde elektrificatie en energiebesparing.

Brede steun vanuit wetenschap en industrie

Bij de opening benadrukte TU Hamburg-president Andreas Timm-Giel het belang van de leerstoel voor de universiteit. Staatssecretaris Dr. Eva Gümbel, namens de Hamburgse senaat, noemde de stap strategisch voor de regio: “Deze leerstoel richt zich op een van de belangrijkste sleuteltechnologieën van onze tijd. Vermogenselektronica is cruciaal voor een duurzame energievoorziening en industriële innovatie.”

Ook Nexperia ziet de leerstoel als meer dan een academisch initiatief. “Deze leerstoel is een investering in toekomstige technologieën, lokaal talent en Hamburg als centrum voor halfgeleiderexpertise”, aldus Ansgar Thorns, vicepresident R&D bij Nexperia Duitsland.

Verankerd in Hamburgse industriegeschiedenis

De leerstoel past binnen Nexperia’s langetermijnstrategie voor innovatie. De productielocatie in Hamburg – ooit begonnen als Valvo-radiobuizenfabriek in 1924 – groeide uit tot een moderne fabriek waar nu circa 25 procent van alle kleine signaaldiodes en -transistoren wereldwijd wordt geproduceerd. Sinds 2017 groeide het aantal medewerkers van 950 naar 1.600, met investeringen in technologie en uitbreiding naar vermogenselektronica.

“Dit is Nexperia’s eerste leerstoel en een mijlpaal in onze samenwerking met onderwijs en onderzoek”, aldus Thorns. “We zijn trots op de samenwerking met TU Hamburg om de toekomst van energie-efficiënte halfgeleiders vorm te geven – in Duitsland en daarbuiten.”