提高标准行驶里程：博世开启碳化硅芯片大规模量产计划

德国罗伊特林根——碳化硅(SiC)半导体具有体积小、效率高、功率密度高等明显优势。经过多年的研发，博世现在正准备开始大规模生产由碳化硅(一种创新材料)制成的功率半导体，向全球主要汽车制造商提供这些半导体。

博世碳化硅晶片未来，越来越多的量产车将搭载博世碳化硅芯片。“碳化硅半导体发展前景广阔，博世希望成为全球领先的电动出行用碳化硅芯片供应商。”博世集团董事会成员哈拉尔德·克鲁格(Harald Kroeger)说。作为全球领先的技术和服务提供商，博世在两年前宣布将继续推进碳化硅芯片的研发并实现量产。为了实现这一目标，博世自主研发了极其复杂的制造工艺，并于2021年初开始生产样品供客户验证。“得益于电动出行的蓬勃发展，博世获得了相当数量的碳化硅半导体订单。”克鲁格说。未来，博世将继续扩大碳化硅功率半导体的产能，目标是将产量提高到数亿的水平。为此，博世已经开始扩建罗伊特林根工厂的无尘车间，同时开始研发功率密度更高的第二代碳化硅芯片，预计将于2022年投入量产。博世在碳化硅半导体制造工艺方面的R&D创新也得到了德国联邦经济事务和能源部(BMWi)的支持，成为“欧洲共同利益重大项目(IPCEI)”中微电子领域的一部分。“多年来，我们一直为企业发展德国半导体制造业提供支持。博世在半导体生产领域的高度创新不仅加强了欧洲微电子生态系统，还进一步增强了微电子行业在数字化发展关键领域的独立性。”德国联邦经济事务和能源部长彼得·阿尔特迈尔(Peter Altmaier)说。

博世罗伊特林根晶圆厂增加里程的关键在于全球，碳化硅功率半导体的需求在增加。根据市场研究和咨询公司Yole发布的预测，从现在到2025年，碳化硅市场的年增长率将达到30%，市场规模将超过25亿美元。当规模达到15亿美元时，配备碳化硅设备的汽车将主导市场。“碳化硅功率半导体效率极高，在电动出行等能源密集型应用中优势越来越明显。”克鲁格说。在电动汽车电力电子设备领域，碳化硅芯片的配置可以有效延长单次充电的行驶距离。与使用纯硅芯片的电动汽车相比，配备碳化硅芯片的电动汽车的行驶距离平均延长了6%。

博世罗伊特林根晶圆厂将继续扩张，以满足对碳化硅功率半导体日益增长的需求。2021年，博世在罗伊特林根晶圆厂增建了1000平方米的无尘车间。到2023年底，博世将新建一座3000平方米的无尘车间。新建的无尘车间将配备最先进的生产设施，采用自主研发的制造工艺生产碳化硅半导体。为此，博世的半导体专家充分利用了博世数十年的芯片制造经验。未来，博世作为唯一自主生产碳化硅芯片的汽车零部件供应商，计划使用200mm晶圆制造碳化硅半导体。与现在使用的150 mm晶圆相比，使用200 mm晶圆可以带来可观的规模效益。毕竟，单个晶圆在无数机器和设备中完成数百个工艺步骤需要数月时间。“使用大尺寸晶圆进行生产，可以在一个生产周期内制造出更多的芯片，从而满足更多客户的需求。”克鲁格说。小原子碳化硅芯片的强大性能……高能归因于小碳原子。将这种碳原子添加到用于制造半导体的高纯度硅晶体结构中，可以使原材料具有特殊的物理性质，例如支持更高的开关频率。此外，碳化硅半导体的热损耗只有纯硅片的一半，因此可以提高电动车的续航里程。碳化硅芯片对800伏系统也很重要，可以加快充电速度，提高产品性能。

由于碳化硅芯片散发的热量显著减少，可以节省电力电子设备的冷却成本，降低电动车本身的重量，降低整车成本。未来，博世将向全球客户提供碳化硅功率半导体。这些产品可以是单芯片形式，也可以嵌入集成解决方案，如电力电子设备或桥梁。得益于更高效的整体系统设计，集电机、逆变器、减速器于一体的桥路最高效率可达96%，为动力总成系统提供了更多的能量冗余，从而进一步提高了续航里程。德国罗伊特林根——碳化硅(SiC)半导体具有体积小、效率高、功率密度高等明显优势。经过多年的研发，博世现在正准备开始大规模生产由碳化硅(一种创新材料)制成的功率半导体，向全球主要汽车制造商提供这些半导体。

博世碳化硅晶片未来，越来越多的量产车将搭载博世碳化硅芯片。“碳化硅半导体发展前景广阔，博世希望成为全球领先的电动出行用碳化硅芯片供应商。”博世集团董事会成员Harald Kroeger表示。作为全球领先的技术和服务提供商，博世在两年前宣布将继续推进碳化硅芯片的研发并实现量产。为了实现这一目标，博世自主研发了极其复杂的制造工艺，并于2021年初开始生产样品供客户验证。“得益于电动出行的蓬勃发展，博世获得了相当数量的碳化硅半导体订单。”克鲁格说。未来，博世将继续扩大碳化硅功率半导体的产能，目标是将产量提高到数亿的水平。为此，博世已经开始扩建罗伊特林根工厂的无尘车间，同时开始研发功率密度更高的第二代碳化硅芯片，预计将于2022年投入量产。博世在碳化硅半导体制造工艺方面的R&D创新也得到了德国联邦经济事务和能源部(BMWi)的支持，成为“欧洲共同利益重大项目(IPCEI)”中微电子领域的一部分。“多年来，我们一直为企业发展德国半导体制造业提供支持。博世在半导体生产领域的高度创新不仅加强了欧洲微电子生态系统，还进一步增强了微电子行业在数字化发展关键领域的独立性。”德国联邦经济事务和能源部长彼得·阿尔特迈尔(Peter Altmaier)说。

博世罗伊特林根晶圆厂增加里程的关键在于全球，碳化硅功率半导体的需求在增加。根据市场研究和咨询公司Yole发布的预测，从现在到2025年，碳化硅市场的年增长率将达到30%，市场规模将超过25亿美元。当规模达到15亿美元时，配备碳化硅设备的汽车将主导市场。“碳化硅功率半导体效率极高，在电动出行等能源密集型应用中优势越来越明显。”克鲁格说。在电动汽车电力电子设备领域，碳化硅芯片的配置可以有效延长单次充电的行驶距离。与使用纯硅片的电动汽车相比，配备碳化硅的电动汽车的行驶距离……臀部平均伸展6%。

博世罗伊特林根晶圆厂将继续扩张，以满足对碳化硅功率半导体日益增长的需求。2021年，博世在罗伊特林根晶圆厂新建了一个1000平方米的无尘车间。到2023年底，博世将新建3000平方米的无尘车间。新建的无尘车间将配备最先进的生产设施，采用自主研发的制造工艺生产碳化硅半导体。为此，博世的半导体专家充分利用了博世数十年的芯片制造经验。未来，博世作为唯一自主生产碳化硅芯片的汽车零部件供应商，计划使用200mm晶圆制造碳化硅半导体。与现在使用的150 mm晶圆相比，使用200 mm晶圆可以带来可观的规模效益。毕竟，单个晶圆在无数机器和设备中完成数百个工艺步骤需要数月时间。“使用大尺寸晶圆进行生产，可以在一个生产周期内制造出更多的芯片，从而满足更多客户的需求。”克鲁格说。小原子高能量碳化硅芯片的强大性能归功于小碳原子。将这种碳原子添加到用于制造半导体的高纯度硅晶体结构中，可以使原材料具有特殊的物理性质，例如支持更高的开关频率。此外，碳化硅半导体的热损耗只有纯硅片的一半，因此可以提高电动车的续航里程。碳化硅芯片对800伏系统也很重要，可以加快充电速度，提高产品性能。

由于碳化硅芯片散发的热量显著减少，可以节省电力电子设备的冷却成本，降低电动车本身的重量，降低整车成本。未来，博世将向全球客户提供碳化硅功率半导体。这些产品可以是单芯片形式，也可以嵌入集成解决方案，如电力电子设备或桥梁。得益于更高效的整体系统设计，集电机、逆变器、减速器于一体的桥路最高效率可达96%，为动力总成系统提供了更多的能量冗余，从而进一步提高了续航里程。

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