reklama
reklama
© Bosch Przemysł elektroniczny | 09 grudnia 2021

Bosch: zielone światło dla masowej produkcji chipów SiC

Są małe, mocne i niezwykle wydajne: półprzewodniki z węglika krzemu (SiC). W grudniu, po kilku latach rozwoju, Bosch rozpoczyna masową produkcję układów mocy z tego innowacyjnego materiału, by zaopatrywać producentów samochodów na całym świecie.

– Przyszłość półprzewodników z węglika krzemu jest świetlana. Chcemy zostać światowym liderem w produkcji chipów SiC dla elektromobilności – mówi Harald Kroeger, członek zarządu Robert Bosch GmbH.
Bosch dwa lata temu zapowiedział kontynuację rozwoju chipów SiC i wdrożenie układów do produkcji. W tym celu firma opracowała własne, wysoko złożone procesy produkcyjne, które wykorzystuje do produkcji specjalnych półprzewodników od początku 2021 r. – najpierw jako próbki do walidacji przez klientów. – Nasze księgi zamówień są pełne dzięki boomowi w elektromobilności – mówi Harald Kroeger, członek zarządu Robert Bosch GmbH. W przyszłości Bosch zamierza zwiększyć moce produkcyjne półprzewodników mocy SiC do wielkości rzędu setek milionów sztuk. W związku z tym, firma rozbudowuje już pomieszczenia czyste w swoim zakładzie w Reutlingen. Równolegle Bosch prowadzi prace nad drugą generacją chipów SiC – o lepszej wydajności – która powinna być gotowa do produkcji seryjnej od 2022 roku. Bosch otrzymuje wsparcie na rozwój tych innowacyjnych procesów wytwarzania półprzewodników SiC od niemieckiego Ministerstwa Gospodarki i Energii (BMWi) w ramach programu „Important Project of Common European Interest (IPCEI) Microelectronics”. – Od kilku lat udzielamy wsparcia, aby pomagać w tworzeniu produkcji półprzewodników w Niemczech. Wysoko innowacyjna produkcja półprzewodników Boscha wzmacnia ekosystem mikroelektroniki w Europie i jest kolejnym krokiem w kierunku większej niezależności w tej kluczowej dziedzinie cyfryzacji – mówi Peter Altmaier, niemiecki minister gospodarki. Na całym świecie rośnie zapotrzebowanie na półprzewodniki mocy z węglika krzemu. Z prognozy firmy badawczej i konsultingowej Yole wynika, że ​​do 2025 roku rynek SiC jako całość będzie rósł średnio o 30 proc. rocznie do ponad 2,5 mld USD. Rynek chipów SiC dla motoryzacji będzie natomiast stanowił lwią część tego tortu.
Aby sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu na półprzewodniki SiC, w 2021 r. Bosch powiększył pomieszczenia czyste w fabryce w Reutlingen o dodatkowe 1000 m kw. Do końca 2023 r. doda kolejne 3000 m kw.
– Półprzewodniki mocy z węglika krzemu zapewniają szczególnie efektywne wykorzystanie energii. Zalety tego materiału w szczególności wysuwają się na pierwszy plan w zastosowaniach energochłonnych, takich jak elektromobilność – mówi Kroeger. W elektronice mocy pojazdów elektrycznych chipy z węglika krzemu zapewniają możliwość osiągania znacznie lepszego zasięgu na jednym ładowaniu akumulatora – kierowcy mogą jechać średnio o około 6% dalej, niż w przypadku zastosowania ich odpowiedników z czystego krzemu. Bosch podkreśla, że jest jedynym dostawcą motoryzacyjnym produkującym własne chipy z węglika krzemu. W przyszłości firma zamierza używać do ich produkcji wafli 200-milimetrowych, co w porównaniu z obecnie stosowanymi podłożami o średnicy 150 mm waflami zapewni znaczną ekonomię skali, bowiem pojedynczy wafel w czasie kilku miesięcy przechodzi przez kilkaset etapów procesu w niezliczonych maszynach. – Produkując na większych waflach, możemy wyprodukować znacznie więcej chipów w jednym cyklu produkcyjnym, a tym samym zaopatrywać większą liczbę klientów – mówi Kroeger. SiC – przełom w elektromobilności Układy scalone półprzewodnikowe z węglika krzemu wyznaczają nowy standard pod względem szybkości przełączania, ograniczenia strat energii cieplnej, jak również pod względem rozmiarów konstrukcji. Wszystko zaczyna się od obecności dodatkowych atomów węgla w strukturze krystalicznej krzemu, który zwykle używany jest do produkcji układów scalonych półprzewodnikowych w postaci czystej. Powstały w ten sposób związek chemiczny sprawia, że układy scalone półprzewodnikowe są wydajnymi źródłami mocy, co ma wiele zalet, zwłaszcza dla ich zastosowania w pojazdach elektrycznych i hybrydowych. Chipy SiC w układach energoelektronicznych umożliwiają ograniczenie o 50% strat energii. Przekłada się to na większą wydajność pracy elektroniki mocy i zwiększenie ilości energii przekazywanej do silnika, co zwiększa zasięg pojazdu. Układy te są również ważne dla systemów 800V, w których umożliwiają szybsze ładowanie i lepszą wydajność. Ponieważ chipy SiC emitują również znacznie mniej ciepła, elektronika mocy wymaga mniej kosztownego chłodzenia. Oprócz wagi jest to kolejny sposób na obniżenie kosztów pojazdów elektrycznych.
June 21 2022 15:19 V20.6.1-2