bosch_sic_wafer_2_chip-polovodice

Jsou malé, výkonné a extrémně účinné: Polovodiče z karbidu křemíku (SiC). Po několika letech vývoje nyní Bosch zahajuje velkosériovou výrobu výkonových polovodičů z inovativního materiálu, které bude dodávat výrobcům automobilů po celém světě. V budoucnu budou čipy využívány ve stále větším počtu vyráběných vozidel.

„Polovodiče z karbidu křemíku mají skvělou budoucnost. Chceme se stát světovou jedničkou ve výrobě SiC čipů pro elektromobilitu,“ říká Harald Kröger, výkonný ředitel společnosti Robert Bosch GmbH.

Před dvěma lety oznámila technologická a servisní společnost, že pokročí ve vývoji SiC čipů a zahájí výrobu. Společnost Bosch za tímto účelem vyvinula vlastní vysoce komplexní výrobní procesy, pomocí kterých se od začátku roku 2021 vyrábějí speciální polovodiče – nejprve jako vzorky pro testování zákazníky. „Naše kapacity jsou plné. Důvodem je prudký rozvoj elektromobility,“ říká Kröger.

Přečtěte si také:  Naftové motory se v Evropě možná zastaví. Začíná být nedostatek AdBlue

V budoucnu hodlá Bosch zvýšit výrobní kapacitu výkonových polovodičů SiC na číslo v řádu stovek milionů. Za tímto účelem již společnost rozšiřuje svou plochu pro čisté prostory v závodě v Reutlingenu. Souběžně se pracuje také na druhé generaci čipů SiC. Od roku 2022 by měla být připravena pro sériovou výrobu a její účinnost by se měla dále zvyšovat.

Společnost Bosch získala podporu na vývoj inovativních výrobních postupů pro SiC polovodiče od německého Spolkového ministerstva hospodářství a energetiky (BMWi) v rámci programu „IPCEI Microelectronics“ (Important Project of Common European Interest – důležitý projekt společného evropského zájmu). „Díky tomuto financování již několik let pomáháme zavádět výrobu polovodičů v Německu. Vysoce inovativní výroba polovodičů společnosti Bosch posiluje ekosystém mikroelektroniky v Evropě a je dalším krokem k větší nezávislosti v této klíčové oblasti digitalizace,“ říká Peter Altmaier, spolkový ministr hospodářství a technologií.

bosch_sic_wafer_2_chip-polovodice-2

Poptávka po výkonových polovodičích z karbidu křemíku celosvětově roste. Společnost Yole, která se zabývá průzkumem trhu a poradenstvím, očekává, že celkový trh s SiC poroste do roku 2025 v průměru o 30 % ročně na více než 2,5 miliardy amerických dolarů. Očekává se, že největší podíl bude mít trh s automobily na bázi SiC, a to přibližně 1,5 miliardy amerických dolarů. „S výkonovými polovodiči vyrobenými z karbidu křemíku lze stávající energii využít mimořádně efektivně. Tyto výhody se projevují zejména v energeticky náročných aplikacích, jako je elektromobilita,“ říká Kröger.

Ve výkonové elektronice elektrických vozidel zajišťují čipy z karbidu křemíku, že řidiči mohou dojet na jedno nabití baterie výrazně dále – v průměru kolem šesti procent ve srovnání s jejich křemíkovými protějšky. Aby bylo možné uspokojit neustále rostoucí poptávku po polovodičích, byla plocha čistých prostor v závodě Bosch v Reutlingenu již v roce 2021 rozšířena o 1 000 m². Do konce roku 2023 přibude dalších 3 000 metrů čtverečních. Budují se zde nejmodernější výrobní zařízení, na nichž budou vyráběny polovodiče z karbidu křemíku pomocí vlastních postupů.

Přečtěte si také:  Součet tržeb firem v automotive se v letech 2019 a 2020 propadl o 10 %, hospodářský výsledek klesl o více než 50 %

Odborníci na polovodiče firmy Bosch staví na desetiletích know-how z výroby čipů. Společnost, mimochodem jediný dodavatel pro automobilový průmysl s vlastní výrobou čipů z karbidu křemíku, plánuje v budoucnu vyrábět polovodiče na 200 milimetrových waferech. V porovnání s dosud používanými křemíkovými destičkami o průměru 150 milimetrů tak lze dosáhnout významných úspor z rozsahu. Koneckonců, trvá několik měsíců, než projde křemíková destička několika stovkami procesních kroků v bezpočtu strojů. „Díky výrobě na větších křemíkových destičkách můžeme vyrobit podstatně více čipů v jedné výrobní sérii, a tak zásobovat více zákazníků,“ říká Kröger.

Malý atom, velký účinek

Tajemství mimořádného výkonu čipů SiC spočívá v malém atomu uhlíku. Vnáší se do krystalové struktury vysoce čistého křemíku, který se jinak používá k výrobě polovodičů, a dodává materiálu zvláštní fyzikální vlastnosti: Polovodiče z karbidu křemíku tak ve srovnání s křemíkovými čipy umožňují vyšší frekvence spínání. Kromě toho se ve formě tepla ztrácí jen polovina energie, což zvyšuje dojezd elektromobilů.

Čipy jsou důležité i pro 800voltové systémy. U nich umožňují rychlejší nabíjení a vyšší výkon. Vzhledem k tomu, že čipy SiC také vyzařují výrazně méně tepla, lze také omezit složité chlazení výkonové elektroniky. Kromě hmotnosti se tak mohou snížit i náklady na výrobu elektromobilů.

Přečtěte si také:  Objednali jste si nové auto? Čekání se vám prodlouží. Někde dokonce až na rok

Společnost Bosch bude v budoucnu dodávat výkonové polovodiče z karbidu křemíku zákazníkům po celém světě – jak v podobě jednotlivých čipů, tak instalované ve výkonové elektronice nebo v kompletních řešeních, jako je například e-náprava. Tato kombinace elektromotoru, převodovky a výkonové elektroniky dosahuje díky efektivněji navrženému celkovému systému účinnosti až 96 %. To znamená, že pro pohon je k dispozici více energie a dojezd se zvyšuje.

1 komentář

  1. Jen bych poznamenal, že polovodičové součástky na bázi SiC vyrábí řada firem a už hodně dlouho. Takže to promo Bosche trochu kulhá, spíš tím oznamují, že zaspali a snaží se dohnat vlak.

Přidat komentář