Im Gespräch mit Michael Basler

Wie und warum bist du zum Fraunhofer IAF gekommen?

Als ich zum ersten Mal vom Fraunhofer IAF gehört habe, und dass dort sogar eigene Halbleiter gefertigt werden, war ich sofort Feuer und Flamme am Institut anzufangen. Deshalb habe ich 2018 meine Masterarbeit am IAF begonnen und danach wurde mir die Chance ermöglicht meine Arbeit in Form einer Dissertation fortzuführen. Das Institut bietet einen direkten Bezug zum Reinraum und zur Fertigung der Bauelemente, was eine Entwicklung von neuen Konzepten und individuellen Komponenten erlaubt – das macht natürlich vieles interessanter. Ich entwerfe Bauelemente und Schaltungen, meine Kollegen übernehmen die Prozessierung, und ich charakterisiere diese wiederrum. Danach mache ich mich an die Aufbautechnik und am Ende geht es in Richtung Anwendung, sprich zur Inbetriebnahme eines fertigen Demonstrators. So eine Forschungsinfrastruktur, welche die gesamte Halbleiter-Wertschöpfungskette abdeckt, gibt es in diesem Umfang nur sehr selten an anderen Forschungsinstituten.

Woran forschst du aktuell?

Zusammen mit meinen Kollegen forsche ich an der Galliumnitrid-auf-Silizium (GaN-on-Si) Technologie für den Einsatz als Leistungshalbleiter in energieeffizienten Gleichspannungswandlern. Das Halbleitermaterial Galliumnitrid erlaubt aufgrund der lateralen Struktur die Integration von zusätzlichen Komponenten zum Leistungsschalter auf einem einzelnen Chip. Grundsätzlich besteht ein Spannungswandler aus Leistungsschalter, Ansteuerung und Regelung sowie Schutzbeschaltungen. In diesem Zusammenhang untersuche ich eine Voll- bzw. Komplettintegration in dieser Technologie zu einem sogenannten GaN Power System-on-Chip (Power SoC) für die Niedervoltklasse beispielsweise in Akkuanwendungen. Zum Akku gehört nämlich nicht nur der Akku selbst, sondern auch immer eine Leistungselektronik in Form eines Niederspannungswandlers, der die Ausgangsspannung des Akkus an die entsprechende Last anpasst.

Hierfür entwickle und optimiere ich Bauelemente und Schaltungen. Aus dieser Vollintegration erhoffen wir uns eine höhere Leistungs- und Funktionsdichte mit gleichzeitig geringen Kosten im Vergleich zu diskret aufgebauten Systemen. Solche Formen der Hochintegration sind vor allem getrieben durch einen gestiegenen Bedarf an effizienten und kompakten Systemen in der Informationstechnologie, bei mobilen und batteriebetrieben Anwendungen, was wir natürlich auch an uns und unserem Verhalten vermehrt wahrnehmen.

Was fasziniert dich an der Leistungselektronik?

Das aufregende für mich, und das sage ich auch immer wenn ich unterrichte, ist der extreme Bereich der Leistungselektronik von Milli- bis Megawatt. Teilweise arbeite ich mit bis zu 100 Ampere und 1000 Volt. Dabei interessiert mich auch die Mess- und Sicherheitstechnik, die eine große Rolle spielt. Bei so großen Strömen und Spannungen gibt es immer einen gewissen Nervenkitzel, denn wenn etwas schiefgeht, kommt es zur Explosion und Zerstörung der Bauelemente. Das gilt es natürlich zu vermeiden und macht die Leistungselektronik für mich wortwörtlich spannend. 

Du unterrichtest an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) und bist auch Tutor an der Uni Freiburg. Was macht dir besonders Spaß an der Arbeit mit Studierenden?

Ich hatte schon immer Freude daran, anderen etwas beizubringen. Ich möchte mein Wissen gerne weitergeben und darum habe ich angefangen die Vorlesung Leistungselektronik für Bachelorstudenten der Dualen Hochschule Baden-Württemberg zu halten. Ich unterrichte jetzt im zweiten Jahr, das natürlich aufgrund von Corona ein besonderes Jahr war. Aber trotz der Umstände war das Feedback durchweg positiv. Ich hoffe, dass ich trotz virtueller Lehrveranstaltung einige für die Leistungselektronik begeistern konnte.

Ich bin auch Teil von einem Tutorenteam für Bachelorstudenten beim Elektroniklabor des Instituts für Mikrosystemtechnik IMTEK der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Dort bin ich auch dieses Jahr zum zweiten Mal dabei. Es ist ein eher grundlegendes Praktikum bei dem ich den Studenten viel mitgeben kann. Die Arbeit mit den Studenten macht mir sehr viel Spaß, insbesondere die Hilfe und Begleitung bei der Fehlersuche von aufgebauten Schaltungen. Sobald hier Studenten durch Tipps oder Hinweise die Funktion der Schaltung nachweisen, gibt Ihnen dieser Erfolg ein gutes Gefühl. Für diese Unterstützung sind die Studenten sehr dankbar.

Du hast erst kürzlich an einer virtuellen Konferenz teilgenommen. Was hältst du von den digitalen Alternativen im Vergleich zu herkömmlichen Veranstaltungen?

Ich habe kürzlich einen Postervortrag an der führenden internationalen Konferenz für leistungselektronische Bauelemente und integrierte Schaltungen gehalten. Das Symposium wurde komplett digital abgehalten. Es war zwar in vielerlei Hinsicht mit einer physischen Veranstaltung vergleichbar, aber trotz allem nicht das gleiche wie wirklich vor Ort zu sein. Der Austausch ist einfach ein anderer. Man kann nicht so ungezwungen zwischen den Sessions networken und locker miteinander reden. In der Hinsicht ist man einfach ein bisschen limitiert. Aber trotzdem finde ich es eine gute Alternative. Virtuelle Konferenzen sind zurzeit sehr wichtig für den Wissensaustausch. Ich werde auch weiterhin an digitalen Events teilnehmen und plane schon mein nächstes Konferenzpaper für 2021.

Was gefällt dir am Standort Freiburg am besten?

Das haben zwar schon einige gesagt, aber ich sehe das genauso: Die Nähe zum Schwarzwald ist einfach toll. Ich komme ursprünglich aus dem Schwarzwald – das hört man auch an meinem Dialekt *lacht – und ich fühle mich hier einfach zuhause. Es ist der perfekte Mix: Man hat zum einen viel Wasser mit den Seen, z. B. Schluchsee oder Titisee, und auf der anderen Seite natürlich die Berge, wenn man im Winter Skifahren geht. Das bietet einem einfach enorm viel.

Mit welchen drei Worten würdest du das IAF beschreiben?

»Halbleiter-Wertschöpfungskette«, »Leistungselektronik-Innovationen« und »Forschungsbegeisterung«

Michael Basler hat seinen Bachelor of Engineering in Elektro- und Informationstechnik an der HTWG Konstanz absolviert und im Anschluss seinen Master of Science in Leistungs- und Mikroelektronik am Robert-Bosch-Zentrum für Leistungselektronik an der Hochschule Reutlingen gemacht. Seit 2018 ist er am Fraunhofer IAF und hält neben seiner Forschung die Vorlesung »Leistungselektronik« an der Dualen-Hochschule Baden-Württemberg und engagiert sich als Tutor für Bachelorstudenten der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.