博世在德国启动半导体生产

经过几年的发展，位于罗伊特林根的博世现已开始大规模生产由碳化硅 (SiC) 制成的功率半导体。然而，与此同时，半导体的进一步发展和产能的扩大已经在进行中。

开始生产 SiC 半导体并不是对当前芯片短缺的反应，而是由于电动化的趋势：基于碳化硅的半导体比其他硅衬底制成的半导体效率更高。例如，如果将它们安装在电力驱动系统的电力电子设备中，则更高的半导体效率会增加电动汽车的续航里程，而无需安装更大的电池。此外，更快的充电过程成为可能。

两年前，博世就已经宣布将进入碳化硅芯片的生产并推进其研发——直到现在，博世已经在罗伊特林根生产了更多传统的硅半导体。“碳化硅半导体的未来是光明的。我们希望成为电动汽车用 SiC 芯片生产的全球领导者，”罗伯特博世有限公司管理委员会成员 Harald Kröger 说。

采用内部开发的“高度复杂”制造工艺生产的 SiC 芯片自年初以来已作为样品进行制造，供客户测试和验证。供应商不必担心现在开始的批量生产的销售情况。“由于电动汽车的蓬勃发展，我们的订单已经满了，”Kröger 说。

出于这个原因，已经计划进一步扩大产能：博世表示，未来希望将 SiC 功率半导体的产能提高到三位数百万范围内的数量。声明称，这显然将主要发生在罗伊特林根工厂，那里的洁净室区域已经在扩大。到 2021 年，已经增加了 1,000 平方米，到 2023 年底，博世晶圆厂将再扩大 3,000 平方米。

今年夏天，博世在德累斯顿开设了新的半导体工厂。尽管用于汽车行业的芯片是基于 300 毫米晶圆(而不是罗伊特林根的 150 或 200 毫米晶圆)生产的，但这些芯片并非基于碳化硅。

与硅芯片相比，SiC 半导体的重要性的一个简短的题外话：与硅芯片相比，SiC 半导体具有更高的电导率并且能够实现更高的开关频率。此外，只有一半的能量以热量的形式损失，这增加了电动汽车的续航里程。由于散发的热量更少，而且 SiC 组件也可以在更高的温度下运行，因此电力电子设备的冷却系统可以更小。这不仅直接节省了能源，而且由于更紧凑的冷却系统，还可以减轻重量和成本。

除了扩大产能外，半导体本身也在进一步发展。博世希望最早在 2022 年开发出第二代 SiC 芯片，准备进行量产，这将进一步提高效率。该开发工作由德国联邦经济和技术部资助，作为 IPCEI 微电子的一部分。除此之外，博世还牵头建立欧洲 SiC 供应链，作为“改造”项目的一部分。

就 SiC 半导体而言，博世计划在 200 毫米晶圆上制造芯片。由于到目前为止 150 毫米晶圆一直是 SiC 半导体的标准，其目标是实现“不可低估的重要规模经济”。逻辑很简单：一块晶圆要经过数百个工艺步骤需要几个月的时间。“通过在更大的晶圆上生产，我们可以在一次生产中生产更多的芯片，从而供应更多的客户，”Kröger 说。