Die Vermarktung einer neuen Halbleiterbatterie-Technologie ist ein schwieriges Unterfangen. Es müssen neue Batteriekonstruktionen und -materialien entwickelt werden, Technologiepatente lizenziert und neue Massenproduktionsprozesse implementiert werden. Danach muss man diese neuen, wiederaufladbaren Batterien weltweit in Märkte einführen, die von Supercaps und herkömmlichen Batterien dominiert sind. Laut Steve Grady, Cymbets Vice President of Marketing, zählt Cymbet zu den Unternehmen, die davon überzeugt sind, dass neue Produktdesigns Halbleiterbatterien erfordern. Deshalb hat Cymbet eine Familie wiederaufladbarer Halbleiterbatterien mit dem Namen EnerChip entwickelt, die die Vorzüge dieser einzigartigen Technologie voll zur Geltung bringt. Grady erläuterte einige der Vorteile der hochentwickelten Halbleiterbatterien im Vergleich zur herkömmlichen Supercap-Technologie, als da sind: geringere Selbstentladung (auch über lange Zeit hinweg), weitgehende Freiheit bei der Formgebung, „intelligente“ elektronische Eigenschaften, keinerlei Zytotoxizität, ultra-flaches Profil und Einbaumöglichkeit zusammen mit anderen integrierten Schaltungen in ein gemeinsames Gehäuse.
Einer der gravierendsten Nachteile von Kondensatoren ist deren Selbstentladung. Kondensatoren können pro Tag 10 bis 20 Prozent ihrer Ladung verlieren. „Das Nachladen leckender Supercaps ist Energieverschwendung“, erläuterte Grady. Ein weiterer Vorteil der EnerChip-Halbleiterbatterien ist ihr sehr geringer Kapazitätsverlust von nur etwa ein bis zwei Prozent pro Jahr. Diese Batterien bleiben über die gesamte Lebensdauer des Endprodukts hinweg funktionsfähig und haben selbst nach 5.000 Entlade-/Ladezyklen noch 80 Prozent der spezifizierten Kapazität. Die EnerChips sind außerdem zuverlässiger, da sie weder Flüssigkeiten noch Gele oder Dichtungsmaterialien enthalten und keine der für Supercaps charakteristischen mechanischen Schwachstellen aufweisen. „Kondensatoren können im Laufe der Zeit austrocknen, und ihre elektrischen Eigenschaften können sich verschlechtern“, erläuterte Grady. „Daraus können sich Zuverlässigkeitsprobleme ergeben, die Entwickler berücksichtigen müssen. Im Gegensatz dazu bestehen Lithium-basierte Halbleiterbatterien aus dünnen Schichten von kristallinen, glasartigen und metallischen Materialien, die nicht diesen Verschleißmechanismen unterliegen.“
Ein weiterer Grund dafür, dass EnerChip-Batterien ihre Ladung so lange behalten, ist ein Power-Management-IC (PMIC), das im gleichen Gehäuse wie der Batterie-Chip untergebracht ist. Nach dem Laden der Batterie kann der Lademechanismus mithilfe spezieller Stromversorgungs-Überwachungsfunktionen abgeschaltet werden. (Hierbei handelt es sich um spezielle Pins, die dem batteriegespeisten Gerät melden, ob eine externe Betriebsspannung anliegt oder nicht, und den Ladezustand der Batterie anzeigen). Dadurch, dass der Lademechanismus abgeschaltet werden kann, kann die Batterie für lange Zeit völlig ohne Last sein; ein Kondensator hingegen würde sich letztlich vollständig entladen. Anders als Kondensatoren sind Cymbets EnerChips außerdem 100-prozentig nicht-zytotoxisch. Sie sind dadurch umweltfreundlicher und eignen sich besser für den Einsatz in medizinischen Geräten - insbesondere implantierbaren.
Zum Nachweis der Sicherheit von EnerChips hat man ausgiebige Tests durchgeführt; dabei wurden unter anderem EnerChips in vivo zertrümmert. „Die Tatsache, dass die EnerChips alle diese Tests erfolgreich bestanden, hat Kunden aus dem medizinischen Bereich begeistert“, sagte Grady. „Das ist ein weiterer wichtiger Vorteil von EnerChip-Halbleiterbatterien. Andere Bauteiltechnologien und Kondensatoren können im Körper hochgradig toxisch wirken.“ Ein weiterer Pluspunkt von EnerChip-Halbleiterbatterien sind die vielfältigen Verpackungsoptionen. So ist es beispielsweise möglich, diese Batterien zusammen mit anderen Bauteilen in ein gemeinsames Gehäuse zu packen. Cymbet produziert nicht nur extrem kleine und flache Lithium-basierte Halbleiterbatterien, sondern kann diese auch in unkonventionellen Bauformen liefern. Weil diese Batterien ähnlich wie andere Halbleiter produziert werden, kann Cymbet große oder kleine Batterien und auch solche mit unregelmäßigen Formen herstellen. Die Bauteile können mittels patentierter Laserablationsverfahren separiert werden; dadurch sind auch dreidimensionale Batteriestapel mit unregelmäßigen Formen möglich. „Das bedeutet für die Kunden ein Höchstmaß an Flexibilität“, sagte Grady. „Einer der wichtigsten Vorteile, die die Fertigung unter Verwendung von Halbleiterprozessmasken mit sich bringt, besteht darin, dass diese Energiespeicher in jeder gewünschten Form hergestellt werden können - dadurch tun sich für Entwickler völlig neue Möglichkeiten auf.“
Kostengünstige Montage ist ein wichtiger Aspekt. Auch in dieser Hinsicht können EnerChips punkten - sie werden genau so gehandhabt und bestückt wie jedes andere Elektronikbauteil. Diese Halbleiterbatterien erfordern keinerlei Sonderbehandlung wie manuelle Bestückung oder eine spezielle Art des Transports. EnerChips bleiben während der gesamten Lebensdauer des Endprodukts funktionsfähig und können an beliebiger Stelle auf der Leiterplatte platziert werden. „Das Ergebnis“, so Grady, „ist eine neue Design-�?sthetik, bei der es kein Batteriefach mehr gibt. Die Endnutzer kommen nicht mehr an das Innenleben der Produkte heran - die Produkte sind so gut wie versiegelt.“ „Diese Design-�?sthetik“, führte Grady weiter aus, „ist jetzt allgegenwärtig, weil dadurch, dass der Benutzer keinen Zugang zum Inneren des Geräts hat, die Produktzuverlässigkeit drastisch zunimmt. Es können auch kein Wasser und kein Staub eindringen, und niemand kann durch das Batteriefach �??einbrechen‘ und am Gerät herummanipulieren. Verschlossene Produkte sparen Garantie- und Rücknahmekosten, und viele Kunden sind von diesen wiederaufladbaren, ins Endprodukt eingebetteten Batterien begeistert. Durch den Einsatz dieser Batterien können sie die Zuverlässigkeit ihrer Produkte deutlich erhöhen.“
Cymbet hofft, mit seinen EnerChips von dem Trend zu immer kleineren und immer höher integrierten elektronischen Produkten zu profitieren. Diese hochintegrierten Geräte benötigen Energie, und weil der EnerChip im Wesentlichen ein Batterie-IC ist und genau so aufgebaut ist wie die ICs, mit denen er in ein gemeinsames Gehäuse verpackt wird, lässt er sich unter Verwendung unterschiedlichster Verpackungstechnologien neben oder über andere Bauteile platzieren. Laut Grady haben die Kunden dadurch „eine echte System-in-Package-Lösung, die ihren Produkten einen Wettbewerbsvorteil verschafft“.
