Team NetWafe

Start-up des Monats

Start-up des Monats: NexWafe GmbH

Die Revolution in der Wafer-Fertigung

NexWafe ist nicht irgendein beliebiges Startup. NexWafe dürfte der Ausgangspunkt für eine Revolution einer gesamten Branche sein. In Freiburg ist mit NexWafe ein Managementteam, das mehr als 100 Jahre Berufserfahrung auf die Waage bringt, angetreten, um die Stromentstehungskosten von Photovoltaik-Anlagen global um rund 20 Prozent zu senken.

Ausgangspunkt waren die Forschungen des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesystem (ISE) in Freiburg, das insgesamt rund 20 Millionen Euro in die Entwicklung der Hoch-Durchsatz Siliziumabscheidung zur sägeverlustfreien Wafer-Produktion investiert hat. 2014 war anhand der Forschungsergebnisse absehbar, dass der Silizium- und Energieverbrauch um mehr als die Hälfte reduziert werden kann. Außerdem benötigt dieser Prozess signifikant geringere Investitionen in Produktionsmaschinen. Logische Konsequenz: die Herstellungskosten für Wafer können um mehr als die Hälfte gesenkt werden. „Damit war eine bahnbrechende Technologie gelungen“, sagt dazu Stefan Reber (48), der im Fraunhofer ISE jahrzehntelang die Prozessierung von Siliziummaterialien und die sägeverlustfreie Wafer-Herstellung weiterentwickelt hatte. Reber scharte nun ein Team um sich, das ausgiebige Expertise im Aufbau von Firmen, in der Umsetzung von Geschäftsideen, Forschung und Entwicklung sowie Produktion von Siliziumwafer basierter Technologien aufweist. „Wir überlegten uns, wie diese Technologie marktreif gemacht werden könnte und erarbeiteten ein Geschäftsmodell“, erinnert er sich, der von Haus aus Physiker ist. Dann wurde im Mai 2015 die NexWafe GmbH als Ausgründung des Fraunhofer ISE aus der Taufe gehoben. Neben Reber, der als CEO fungiert, umfasst das Gründer- und Managementteam Karl Friedrich Haarburger (55), Roy Segev (55), Kai Schillinger (36) und Frank Siebke (54). Außerdem gibt es drei weitere Gesellschafter, die nicht im Unternehmen aktiv sind.

„Wir sind angetreten, um unsere Technologie zur sägeverlustfreien Herstellung von Siliziumwafern zu kommerzialisieren und einer der führenden Wafer-Hersteller weltweit zu werden“, erläutert Frank Siebke, gelernter Physiker, der im Managementteam die Rolle des Finanzchefs übernommen hat. Silizium-Wafer sind mit einem Kostenanteil von 40 Prozent an einem Solarmodul dessen teuerste Komponente. Über Jahrzehnte waren daher die Produktionsschritte der konventionellen Wafer-Herstellung immer weiter optimiert und die Kosten dafür massiv gesenkt worden. Das weitere Kostensenkungspotenzial gilt aber aufgrund der verlustbehafteten, technologisch bereits stark ausgereizten Herstellungskette als sehr gering. Daher suchen Produzenten von Solarzellen und Modulen händeringend nach neuen Ansätzen um die Kosten zu drücken. Aufgrund des Preisdrucks am Markt sind die Hersteller darüber hinaus gezwungen, höher effiziente Solarmodule zu produzieren, um die Gestehungskosten von Solarstrom zu verringern.

Auf dieser Marktsituation setzt das Geschäftsmodell von NexWafe auf, indem es Solarzellenherstellern Lösungen bietet, um gleich drei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen. „Wir ermöglichen gleichzeitig eine höhere Qualität, geringere Materialkosten und höhere Wirkungsgrade“, erläutert Frank Siebke. Mit dem NexWafe-eigenen Herstellungsprozess gelingt somit die Produktion hochqualitativer monokristalliner Silizium-Wafer zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Wafer. „Unterm Strich können damit die Stromentstehungskosten von Photovoltaik-Anlagen um mehr als ein Fünftel gesenkt werden“, rechnet Frank Siebke vor.

Aufgrund der hohen Kosteneinsparung der sägeverlustfreien Wafer-Herstellung wird NexWafe in der Lage sein, Wafer zu Vollkosten zu bauen, die deutlich niedriger sind als die variablen Kosten führender chinesischer Wafer-Produzenten. Damit würde NexWafe nicht nur die Wafer-Produktion revolutionieren, sondern das Ganze auch noch zu „unschlagbar günstigen Preisen“ anbieten, wie Siebke sagt. Als weiterer Vorteil komme hinzu, dass die Solarzellenhersteller die Technologie aus Freiburg einbauen können, ohne an ihren Prozessen etwas ändern zu müssen.

Nachdem das Fraunhofer ISE bei Gründung als Seed-Investor mit an Bord gegangen war, gelang es NexWafe im März 2016 die Lynwood (Schweiz) AG in Zürich als Investor zu gewinnen. Dieser steuerte sechs Millionen Euro für den Aufbau des Teams und der Pilotfertigung der sägeverlustfreien Wafer-Fertigung bei. Doch aufgrund eines hohen Kundeninteresses wurde rasch klar, dass die Pilotfertigung zu klein sein würde und man die Kapazitäten ausbauen müsste. Also folgte im Dezember 2017 eine weitere Finanzierungsrunde über acht Millionen Euro, in deren Rahmen sich Saudi Aramco Energy Ventures, der Green Gateway Fund 2 in Berlin sowie erneut Lynwood engagierten, um die Kapazität der Pilotfertigung bis zum 2. Halbjahr 2018 auf eine Million Wafer pro Jahr zu erhöhen. Man kann sich die Pilotfertigung als eine Art 17 Meter langen Pizzaofen vorstellen, in dem auf parallelen Spuren Wafer bei über 1.000 Grad Celcius gebacken werden. Als Siliziumquelle wird der wichtige Rohstoff Chlorsilan benutzt.

„Mit der Pilotfertigung wollen wir zeigen, dass die Prozesse und Wafer das halten, was wir uns davon versprechen“, sagt Stefan Reber. Damit wäre dann die Blaupause für die Massenfertigung geschaffen, die in den Bereich von mehreren Millionen Wafern pro Jahr gehen wird. Dass der Aufbau einer Massenfertigung, die für den Jahreswechsel 2018/19 angepeilt ist, in Deutschland erfolgen wird, daran lässt das Managementteam keinen Zweifel. „Wir können hier wettbewerbsfähig produzieren“, macht Frank Siebke klar. Dazu trage das Vorhandensein von qualifiziertem Personal ebenso wie der Zugang zu Ausgangsstoffen wie Chlorsilanen bei. Außerdem lege man für einen guten Austausch zwischen Technologie- und Fertigungsteam auf räumliche Nähe Wert. Des Weiteren könne man am Standort Deutschland sicher sein, dass das Know How geschützt ist.

Mit Blick auf den Weltmarkt weiß man bei NexWafe, dass sich die Solarindustrie in keinem Niedergang befindet. Im Gegenteil, die Branche befinde sich im Boom. „Das wird in Deutschland gerne übersehen“, so Frank Siebke. Vor diesem Hintergrund erwartet das Jungunternehmen ein rasantes Wachstum hinlegen zu können. Im ersten Schritt soll der Output bis Ende 2019 rund 50 Millionen Wafer pro Jahr betragen. Ein Jahr später sollen es schon 250 Millionen sein. Bis dahin will man mehrere Hundert Mitarbeiter in Deutschland beschäftigen, derzeit sind es 15 am Standort Freiburg. „Wir sehen uns als europäische Firma“, versichert Frank Siebke. Dabei geht er davon aus, dass die Fabrik bis zum Jahr 2020 ein positives EBITDA aufweisen und mit hohen Gewinnmargen operieren wird. Durch die geplante Kapazitätserweiterung sollen weitere Kostensenkungen realisiert werden.

Dafür bedarf es aber in 2019 noch einer weiteren Finanzierungsrunde in Höhe eines zweistelligen Millionenbetrags. Aber sowohl von den bisherigen als auch von möglichen neuen Investoren habe man bereits Interesse für ein Engagement signalisiert bekommen. Hier macht sich bemerkbar, dass das Technologierisiko inzwischen überwunden ist und nur noch ein geringes Engineering-Risiko besteht. „Und das können wir managen“, so Frank Siebke. Natürlich haben die bisherigen Finanzierungsrunden Anteile gekostet, so dass die sieben Gründungsgesellschafter zusammen mit dem Seed-Investor Fraunhofer ISE (12,3 Prozent) noch knapp 50 Prozent an dem Unternehmen halten.

Was das elanvolle Team von NexWafe „neben dem Spaß vereint“, wie Siebke sagt, ist der bereits genannte Anspruch, die Wafer-Fertigung revolutionieren zu wollen -  und zwar mit einem globalen Ansatz. „Das ist eine gigantische Chance für die deutsche Wirtschaft – und die Branche weltweit“, sagen Reber und Siebke. Aber nicht nur das. Mit ihrer innovativen Technologie wollen die Experten von NexWafe einen Beitrag zur Energiewende leisten. Denn ohne entschlossene Maßnahmen, so ihre Überzeugung, werden die durch Energieerzeugung generierte Treibhausemissionen das Weltklima dramatisch beeinflussen und zu einer globalen Erwärmung von bis zu sechs Grad in den nächsten 100 Jahren führen. Die heutige Energieversorgung betrachten sie als nicht nachhaltig, weder ökonomisch noch ökologisch oder sozial. „Wir wollen aber zeigen, dass Ökologie und Ökonomie zusammenzubringen sind, ganz ohne Subventionen“, erläutert Reber. Die entscheidende Triebfeder für einen weiteren, rasanten Ausbau der Solarenergie, der eine Schlüsselrolle zukommt, wird dabei nach Überzeugung von NexWafe die Kostenreduktion sein. Und dazu will das Startup in Freiburg einen nicht unwesentlichen Teil beitragen.

Von Thomas Spengler, Februar 2018
Bild: NexWafe GmbH (v.l.: Dr. Frank Siebke, Karl Friedrich Haarburger, Dr. Stefan Reber, Roy Segev, Dr. Kai Schillinger)