В Европе заработало производство силовых полупроводников нового типа

После нескольких лет развития компания Bosch в Ройтлингене начала крупномасштабное производство силовых полупроводников из карбида кремния (SiC). Однако параллельно идет дальнейшая разработка полупроводников и расширение производственных мощностей, сообщает electrive.com.

Начало производства полупроводников SiC не является реакцией на текущую нехватку чипов, а связано с тенденцией в электромобильности: полупроводники на основе карбида кремния обладают более высокой эффективностью. Если они установлены, например, в силовой электронике системы электропривода, более высокий полупроводниковый КПД увеличивает запас хода электромобиля без необходимости установки батареи большего размера. Кроме того, становятся возможными более быстрые процессы зарядки.

Два года назад Bosch уже объявила, что приступит к производству чипов SiC и продолжит их разработку - до сих пор Bosch производила более традиционные кремниевые полупроводники в Ройтлингене. «У полупроводников из карбида кремния светлое будущее. Мы хотим стать мировым лидером в производстве чипов SiC для электромобильности », - говорит Харальд Крегер, член правления Robert Bosch GmbH.

Микросхемы SiC, произведенные с помощью «очень сложных» производственных процессов, разработанных на собственном предприятии, уже производятся с начала года в качестве образцов для тестирования и проверки заказчиками. Поставщику не нужно беспокоиться о продажах стартовавшего серийного производства. «Наши каталоги заказов заполнены благодаря буму электромобильности», - говорит Крёгер.

По этой причине уже запланировано дальнейшее расширение производственных мощностей: в будущем Bosch заявляет, что хочет увеличить производственные мощности SiC силовых полупроводников до количества единиц в трехзначном диапазоне миллионов. Согласно заявлению, это, по всей видимости, будет происходить в первую очередь на производственной площадке в Ройтлингене, где площадь чистых помещений уже расширяется. Уже в 2021 году было добавлено 1000 квадратных метров, а к концу 2023 года Bosch Waferfab будет расширен еще на 3000 квадратных метров.

Летом компания Bosch открыла свой новый завод по производству полупроводников в Дрездене. Хотя чипы для автомобильной промышленности, в частности, производятся там на основе 300-миллиметровых пластин (вместо 150- или 200-миллиметровых пластин от Reutlingen), они не основаны на карбиде кремния.

Краткое отступление о важности полупроводников SiC по сравнению с кремниевыми чипами: полупроводники SiC обладают более высокой проводимостью и допускают более высокие частоты переключения по сравнению с кремниевыми чипами. Кроме того, только половина энергии теряется в виде тепла, что увеличивает запас хода электромобилей. Поскольку выделяется меньше тепла и компоненты SiC могут работать при более высоких температурах, система охлаждения силовой электроники может быть меньше. Это не только напрямую экономит электроэнергию, но также может снизить вес и расходы за счет более компактных систем охлаждения.

Помимо увеличения производственных мощностей, ведется дальнейшее развитие самих полупроводников. Bosch хочет разработать второе поколение SiC-чипов, готовых к серийному производству уже в 2022 году, что должно еще больше повысить эффективность. Работы по развитию финансируются Федеральным министерством экономики и технологий Германии в рамках проекта IPCEI Microelectronics. Независимо от этого, Bosch также возглавляет создание европейской цепочки поставок SiC в рамках проекта «Transform».

Что касается полупроводников SiC, Bosch планирует производить чипы на 200-миллиметровых пластинах. Поскольку 150-миллиметровые пластины до сих пор были нормой для полупроводников SiC, цель состоит в том, чтобы добиться «значительной экономии на масштабе, которую нельзя недооценивать». Логика проста: на то, чтобы пластина прошла несколько сотен этапов обработки, уходит несколько месяцев. «Производя на пластинах большего размера, мы можем производить значительно больше микросхем за один производственный цикл и, таким образом, обслуживать больше клиентов», - говорит Крегер.