Die Halbleiterherstellung neu denken
Halbleiter sind unverzichtbar. Ihre Herstellung verschlingt allerdings immense Mengen an Strom und Gas, weil dafür sehr hohe Temperaturen erforderlich sind. Das Unternehmen ELEMENT 3-5 GmbH aus Baesweiler bei Aachen hat ein Verfahren zur Herstellung entwickelt, das mit deutlich niedrigeren Temperaturen auskommt und sogar gänzlich neue Materialkombinationen erlaubt.
Erfolgsgeschichten aus NRW
ELEMENT 3-5 GmbH
Die Herausforderung
Ob Ladevorrichtungen für Smartphones und Elektrofahrzeuge oder moderne Displays – in einer Vielzahl von Geräten und Anwendungen kommen heute Halbleiter zum Einsatz. In der Hochleistungselektronik sind sie unverzichtbar, etwa um Spannungen verlustfrei zu transformieren. Milliardenfach kommen sie weltweit zum Einsatz. Das Problem: Um Halbleiter herzustellen, sind bei traditionellen Verfahren enorme Temperaturen erforderlich – in der Regel 1.200 Grad und mehr. Das erfordert hohen Energieeinsatz und macht die Herstellung sowohl teuer als auch problematisch in Sachen Ressourcenverbrauch. Die hohen Kosten begrenzen zudem ihren Einsatz auf High-End-Anwendungen. Da die Temperatur außerdem während des Produktionsprozesses nicht schwanken darf, kommen bisher meist kleine Reaktoren zum Einsatz, was wiederum die Produktionskapazität begrenzt – oder die Kosten weiter steigert, weil mehr Reaktoren eingesetzt werden müssen.
Dr. Volker Sinhoff, CEO von ELEMENT 3-5 GmbH
“Man spart enorm Energie, hat einen bis zu zehn Mal höheren Durchsatz und kann Halbleiter zudem deutlich homogener herstellen als mit den herkömmlichen Verfahren”
Die Innovation
2010 wurde in Baesweiler bei Aachen das Unternehmen AIXaTECH als Spin-off der RWTH Aachen gegründet. Die Gründer entwickelten einen Versuchsreaktor und die zugehörige Prozesstechnik, mit der sich Halbleiter auch bei wesentlich niedrigeren Temperaturen herstellen lassen. 2015 stieß Dr. Volker Sinhoff als Investor zu AIXaTECH. „Ich war von der Technologie beeindruckt und spürte, dass sie eines Tages disruptiv und der Markt dafür riesig sein könnte“, erzählt Sinhoff, der inzwischen Geschäftsführer des Unternehmens ist, das seit 2022 ELEMENT 3-5 heißt und eine GmbH ist. Sinhoff und sein Team legten sich ins Zeug und entwickelten die Technologie bis zur Marktreife. 2022 startete die Serienproduktion. Der innovative Reaktor ist in der Halbleiter-Industrie begehrt, denn er bietet bei der Herstellung der Basisschicht für Halbleiter gleich mehrere Vorteile: „Man spart enorm Energie, hat einen bis zu zehn Mal höheren Durchsatz und kann Halbleiter zudem deutlich homogener herstellen als mit den herkömmlichen Verfahren“, zählt Sinhoff die Pluspunkte auf. Möglich macht das ein bei ELEMENT 3-5 entwickeltes und weltweit patentiertes Verfahren auf Basis von intelligenten Plasma-Quellen, die bereits bei 200-300 Grad das tun, wozu andernfalls vierstellige Temperaturen erforderlich sind. Die Reaktoren für die Basisschicht sind aber nur ein Geschäftszweig. ELEMENT 3-5 nutzt seine Technologie in erweiterter Form zudem, um selbst Hochleistungshalbleiter herzustellen und zu verkaufen, die beispielsweise in Micro-LED-Displays zum Einsatz kommen. Dank des innovativen Herstellungsprozesses könnten entsprechende Bildschirme schon bald weniger als 10.000 Euro kosten – derzeit sind es laut Sinhoff noch zehn bis 15 Mal so viel. Auch bei KI-Chips könnten die Halbleiter aus Baesweiler eine wichtige Rolle spielen.
Der NRW-Effekt/Der Standort
Noch im Jahr 2022 war ELEMENT 3-5 ein „Garagenunternehmen“, wie Sinhoff erzählt, mit zwei Beschäftigten. Mitte 2025 sieht das anders aus: Die Zahl der Mitarbeitenden liegt bereits bei 34, Ende 2025 sollen es 50 sein, 2029 sogar 300. Bei diesem Fachkräftebedarf kommt dem Unternehmen der Standort im Raum Aachen und Bundesland NRW entgegen. „Wir rekrutieren zahlreiche Nachwuchskräfte von der FH und RWTH Aachen sowie dem Forschungszentrum Jülich“, sagt der Geschäftsführer. Die dichte Hochschullandschaft in NRW sei insgesamt sehr interessant. In Baesweiler sei man ebenfalls sehr zufrieden, die Kommune sei sehr wirtschaftsfreundlich. So konnte das Unternehmen sich für die geplante Expansion frühzeitig Grundstücke von rund 30.000 Quadratmetern sichern. Ein weiteres Plus in NRW: die Förderlandschaft. ELEMENT 3-5 erhält vom Land NRW EFRE-Fördermittel für ein Pilotprojekt zur Fertigung von Halbleitern für Micro-LED-Displays gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen.
Diese Erfolgsgeschichte einer innovativen Transformation wurde im August 2025 veröffentlicht. Es finden im Anschluss keine Aktualisierungen bzw. Prüfungen der Angaben statt.
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