Galliumnitrid steckte bisher in USB-Ladegeräten und in Satelliten, kaum jemand kannte den Halbleiter beim Namen. Jetzt baut Porsche als weltweit erster Autohersteller einen Galliumnitrid-Chip in ein Serien-Audiosystem, konkret in den 400-Watt-Subwoofer des Burmester-Sounds, entwickelt mit der Universität Stuttgart. Der Serieneinsatz ab 2027 ist für den Konzern aber nur der Auftakt für eine viel größere Wette auf die Leistungselektronik im Elektrosportwagen.
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Das Wichtigste in Kürze
- Porsche baut als weltweit erster Autohersteller einen Galliumnitrid-Chip in ein Serien-Audiosystem, den 400-Watt-Subwoofer des Burmester-Systems.
- Der GaN-Halbleiter wandelt die Spannung effizienter als Silizium, dadurch fällt der Kühlkörper rund 20 Prozent leichter aus.
- Entwickelt hat Porsche die Technik mit dem Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme der Universität Stuttgart, der Serieneinsatz beginnt 2027.
- Das eigentliche Ziel liegt in den Hochvoltsystemen der Elektrosportwagen, wo derselbe Halbleiter Gewicht und Energie spart.
Warum schlägt Galliumnitrid das Silizium?
GaN schaltet schneller und verliert dabei weniger Energie. Galliumnitrid ist ein Halbleiter mit höherer Leistungsdichte als Silizium. GaN-Transistoren arbeiten mit höheren Schaltfrequenzen und erzeugen deutlich geringere Verluste, also weniger Abwärme. Genau daran hängt der praktische Nutzen im Verstärker.
Weniger Wärme senkt den Kühlbedarf. Im Burmester-System fällt der Kühlkörper rund 20 Prozent leichter aus, auch Kondensatoren und Spulen schrumpfen mit. Der Verstärker wird kompakter und leichter, und der geringere Aluminiumbedarf spart bei der Produktion CO2 ein.[1]
Vom Ladegerät ins Hochvoltsystem: Wohin GaN wandert
Der Weg begann Mitte 2023 mit einer Idee im Entwicklungszentrum Weissach, ab Frühjahr 2024 baute ein Team gemeinsam mit der Universität Stuttgart den ersten Prototyp. Für Porsche ist der Subwoofer dabei bewusst der erste Schritt, nicht das Ziel.
„GaN bietet sich überall dort an, wo Leistung gewandelt wird“, sagt Dr. Lars Heuken aus dem strategischen Halbleitermanagement bei Porsche. Interessant wird die Technik damit für die Hochvoltsysteme der Elektrosportwagen, wo jedes eingesparte Gramm und jeder Prozentpunkt Wirkungsgrad die Reichweite berührt. Der Wettlauf um die passenden Chips läuft längst: Infineon verteidigt seine GaN-Patente gegen den chinesischen Rivalen Innoscience, ein Streit, der bis nach China reicht.
Porsche verkauft den GaN-Chip als besseren Klang, der eigentliche Gewinn steckt aber in der Leistungselektronik des Elektroautos. Beim Antrieb entscheidet dieselbe Effizienz später über Gewicht und Reichweite.
— Markus Seyfferth, Chefredakteur Dr. Web
Was GaN im Burmester-Soundsystem verändert und woran die Lieferkette hängt
Die Idee entstand 2023, den ersten Prototyp baute Porsche 2024 mit der Universität Stuttgart. Den Weltmarkt für GaN-Leistungschips führt allerdings der chinesische Hersteller Innoscience an, vor Infineon.
Was bedeutet das für die deutsche Industrie?
Der Haken liegt in der Lieferkette. Rund 98 Prozent des weltweiten Rohgalliums stammen aus China, das den Rohstoff seit August 2023 mit Ausfuhrlizenzen kontrolliert. Auch beim fertigen Bauteil liegt Europa zurück: Den Weltmarkt für GaN-Leistungshalbleiter führt der chinesische Hersteller Innoscience an, noch vor Infineon.
Für Zulieferer und Entscheider ergeben sich daraus drei konkrete Schritte.
- Bei Bauteilen mit GaN-Chips die Herkunft des Galliums und mögliche Zweitquellen früh im Einkauf klären.
- Geförderte europäische Halbleiterprojekte verfolgen, etwa Europas erste Aluminiumnitrid-Kleinserie für Leistungselektronik.
- Die Effizienzgewinne aus Wide-Bandgap-Halbleitern in eigene Produktkalkulationen einrechnen, nicht nur im Antrieb.
Porsche macht mit dem Subwoofer den Anfang sichtbar. Der Blick auf GaN lohnt sich für die Industrie schon jetzt, weil die größten Effizienzreserven genau dort liegen, wo Europa bei Rohstoff und Marktführerschaft aufholen muss.
Was ist Galliumnitrid (GaN)?
Galliumnitrid ist ein Halbleitermaterial, das Strom effizienter wandelt als das übliche Silizium. GaN-Transistoren schalten mit höheren Frequenzen und erzeugen weniger Abwärme. Erste Verbreitung fand das Material in den 1990er-Jahren in blauen Leuchtdioden, heute steckt das Material in kompakten USB-Ladegeräten, in Satelliten und nun im Auto.
Warum baut Porsche einen GaN-Chip in den Subwoofer?
Der GaN-Chip übernimmt die Spannungswandlung für den 400-Watt-Subwoofer des Burmester-Soundsystems. Weil er effizienter arbeitet und weniger Wärme erzeugt, fällt der Kühlkörper rund 20 Prozent leichter aus und passive Bauteile schrumpfen. Der Verstärker wird kompakter, leichter und spart durch weniger Aluminium CO2 in der Produktion. Der Serieneinsatz beginnt 2027.
Was hat der Audio-Chip mit dem E-Auto zu tun?
Galliumnitrid wandelt Leistung überall dort effizient, wo Strom umgesetzt wird. Porsche prüft den Halbleiter deshalb für die Hochvoltsysteme seiner Elektrosportwagen. Dort zählt jeder Prozentpunkt Wirkungsgrad und jedes eingesparte Gramm direkt für die Reichweite. Der Subwoofer ist der erste Serieneinsatz, nicht das eigentliche Ziel.
Warum ist die Gallium-Lieferkette ein Risiko?
Rund 98 Prozent des weltweiten Rohgalliums stammen aus China, das seit August 2023 Ausfuhrlizenzen für den Rohstoff verlangt. Auch beim fertigen GaN-Leistungshalbleiter führt mit Innoscience ein chinesischer Hersteller den Weltmarkt an, vor dem deutschen Anbieter Infineon. Beim Einsatz von GaN-Bauteilen empfiehlt sich, Herkunft und Zweitquellen früh zu prüfen.
Quelle
[1] Porsche Newsroom: „Vom Labor ins Ohr: Porsche setzt auf Galliumnitrid für High-End-Sound“ (21. August 2026)
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