Die Artemis-II-Mission gilt als wichtiger Zwischenschritt auf dem Weg zu neuen bemannten Mondflügen. Für Infineon Technologies ist sie zugleich ein Beleg dafür, dass strahlungsgehärtete Halbleiter zu einer strategischen Schlüsseltechnologie der Raumfahrtindustrie geworden sind.
Elektronik im Weltraum muss deutlich härteren Bedingungen standhalten als Bauteile in Autos, Rechenzentren oder Industrieanlagen. Jenseits des schützenden Erdmagnetfeldes können energiereiche Teilchen Schaltungen stören, Speicherinhalte verändern oder Komponenten dauerhaft beschädigen. Genau hier setzt die Technologie an, die Infineon über seine Hochzuverlässigkeits-Sparte IR HiRel in der Orion-Kapsel der NASA eingesetzt sieht.
Nach Angaben des Unternehmens kamen die Komponenten während Artemis II unter anderem in Systemen für Energieversorgung, Steuerung und Datenkommunikation zum Einsatz. Damit betreffen sie nicht nur Nebenfunktionen, sondern zentrale Teile der elektronischen Infrastruktur eines modernen Raumfahrzeugs.
Strahlungshärte wird zum Teil des Chip-Designs
Mit neuen Mondprogrammen steigen die Anforderungen an Weltraumelektronik. Raumfahrzeuge sollen mehr Daten verarbeiten, stärker automatisiert arbeiten und elektrische Systeme effizienter steuern. Dadurch wächst der Bedarf an Bauteilen, die hohe Leistung, geringes Gewicht und langfristige Zuverlässigkeit verbinden.
Infineon verweist darauf, dass seine strahlungsgehärtete Technologie seit den 1970er-Jahren in Missionen von NASA und ESA, in Navigationssatelliten, auf der Internationalen Raumstation und nun auch bei Artemis eingesetzt werde. Solche Kontinuität ist in der Raumfahrt besonders wichtig, weil Qualifikationszyklen lang und Ausfälle besonders teuer sind.
Bei rad-hard Halbleitern wird der Strahlungsschutz nicht erst nachträglich ergänzt. Die Widerstandsfähigkeit wird bereits in Architektur, Materialwahl, Fertigung und Gehäusekonzept berücksichtigt. Die Chips sollen dadurch auch dann stabil arbeiten, wenn energiereiche Teilchen in die Schaltung eindringen und dort Störungen auslösen.
Die Komponenten müssen umfangreiche Prüfungen durchlaufen. Infineon verweist auf Standards wie MIL-PRF-38535 Class V, ESA-Vorgaben und NASA-Regeln für elektrische und elektronische Bauteile. Solche Qualifikationsprozesse verlängern zwar die Entwicklungszeit, schaffen aber Vertrauen in Lieferketten, in denen spätere Reparaturen kaum möglich sind.
Für Infineon ist das auch industriepolitisch relevant. Europa diskutiert seit Jahren über technologische Souveränität bei Halbleitern. Raumfahrtchips sind zwar ein kleiner Markt, gehören aber zu besonders sensiblen Anwendungen, in denen Verfügbarkeit, Dokumentation und langfristige Lieferfähigkeit entscheidend sind.
Galliumnitrid soll Systeme kompakter und effizienter machen
Besondere Aufmerksamkeit richtet Infineon auf einen strahlungsgehärteten 100-Volt-GaN-Transistor, der nach JANS gemäß MIL-PRF-19500 qualifiziert ist. GaN steht für Galliumnitrid, ein Halbleitermaterial, das in der Leistungselektronik zunehmend wichtiger wird.
Im Vergleich zu klassischen Siliziumbauteilen ermöglicht GaN höhere Schaltfrequenzen und geringere Verluste. Das ist überall dort relevant, wo elektrische Energie effizient umgewandelt werden muss.
In der Raumfahrt haben diese Vorteile besondere Bedeutung. Weniger Verluste bedeuten weniger Wärme, kleinere passive Bauteile und potenziell geringeres Gewicht. Da jedes zusätzliche Kilogramm beim Start Kosten verursacht, kann effizientere Leistungselektronik direkte Auswirkungen auf Konstruktion und Missionsplanung haben.
Infineon stellt den GaN-Transistor deshalb nicht nur als Einzelbauteil dar, sondern als Teil eines Trends zu kompakteren und leistungsfähigeren Raumfahrtsystemen. Strategisch wichtig ist dabei die interne Fertigung. Wer zentrale Prozessschritte selbst kontrolliert, kann Qualität, Verfügbarkeit und technische Anpassungen enger steuern.
Gerade bei Projekten mit langen Laufzeiten zählt diese Kontrolle. Raumfahrtkunden benötigen Bauteile, die nicht nur heute funktionieren, sondern über Jahre dokumentiert, qualifiziert und bei Bedarf nachgeliefert werden können.
Raumfahrt wird zum Prüfstand für Hochleistungshalbleiter
Die Raumfahrt ist ein Extremmarkt für Elektronik. Bauteile müssen starken Temperaturschwankungen, Vibrationen, Strahlung und langen Einsatzzeiten standhalten. Dadurch entsteht ein Prüfstand für Technologien, die auch in anderen Branchen an Bedeutung gewinnen.
Nicht jede Weltraumkomponente wird später in Massenmärkten eingesetzt. Stückzahlen, Kosten und Anforderungen unterscheiden sich deutlich. Dennoch zeigt der Fall Infineon, wie eng Raumfahrt mit breiteren Industrietrends verbunden ist. Elektrifizierung, Miniaturisierung, Energieeffizienz und sichere Lieferketten sind ebenso Themen der Automobil- und Energiewirtschaft.
Mike Mills, Senior Vice President und General Manager von IR HiRel bei Infineon, erklärt: „Raumfahrtprogramme brauchen Technologien und Partner, auf die über Jahrzehnte Verlass ist.“
Der Satz beschreibt den wirtschaftlichen Kern des Geschäfts. Anbieter verkaufen nicht nur Bauteile, sondern langfristige Verlässlichkeit. In diesem Markt entscheiden nicht allein technische Spitzenwerte, sondern auch Fertigungskontrolle, regulatorische Belastbarkeit und Nachlieferfähigkeit.
Infineon bietet nach eigenen Angaben ein breites Portfolio für Raumfahrtanwendungen. Dazu gehören Silizium-Power-MOSFETs, GaN-Bauteile, Gate-Treiber, Solid-State-Relais, Speicher und Hochfrequenzkomponenten.
Diese Breite kann ein Vorteil sein, weil Raumfahrtunternehmen selten nur ein einzelnes Bauteil benötigen. Gefragt sind kompatible Komponenten, dokumentierte Prozesse und Anbieter, die Tests, Qualifikation und Versorgung über lange Zeiträume abdecken können.
Mit Artemis wächst die industrielle Komplexität der Mondprogramme. Künftige Missionen benötigen leistungsfähige Energieversorgung, Kommunikation, Sensorik und Steuerung. Strahlungsgehärtete Halbleiter werden damit zu einer Grundlage für Programme, die über einzelne Demonstrationsflüge hinausgehen.
Die öffentliche Aufmerksamkeit gilt Astronautinnen, Astronauten, Raketen und Mondbildern. Im Hintergrund entscheidet jedoch zunehmend die Qualität unscheinbarer Chips darüber, ob Energie, Datenkommunikation und Steuerung zuverlässig funktionieren.
