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提高標準（zhǔn）行駛裏程：博世開啟碳化矽芯片大（dà）規模量產計劃

2021-12-6 來（lái）源：博世作者：-

. 博世集團董事會成員Harald Kroeger：“博世希望成為全球領先的電動出行碳化矽（SiC）芯片生產供應商。”

. 碳化矽半導體能夠顯著提高電動汽車的行駛裏程和充電速度。

. 預（yù）計於2021年12月啟動大（dà）規模量（liàng）產。自2021年初起，博（bó）世便開始生產用於客戶驗（yàn）證的碳化矽芯片。

. 德國聯邦經（jīng）濟事務和能源部（BMWi）出資支持進一步的技術（shù）研發。

01 博世碳化矽晶圓

德國羅伊特林根——碳化矽（SiC）半導體具有（yǒu）體積小、效率高、功率密度大的顯著優勢。經過多年的研發，博世目前準備開始大規模量產由碳化矽這一創新（xīn）材料製成的（de）功（gōng）率半導體（tǐ），以提供（gòng）給全球（qiú）各（gè）大汽車生（shēng）產商。未（wèi）來，越來（lái）越多的量產車將搭載博世生產的碳（tàn）化矽芯片。“碳化（huà）矽（guī）半導體擁有廣闊的發展前（qián）景，博世（shì）希望（wàng）成為全球領先的電動（dòng）出（chū）行碳化矽芯片生（shēng）產供應商（shāng）。”博世集團董事會成員Harald Kroeger表示。作為全球領先的技術和服務供應商，博世於兩（liǎng）年前宣（xuān）布將繼續推進碳化矽芯（xīn）片研發並實現量產。

為實現這一目標，博世自（zì）主開發了極為複雜的製造工藝流程，並於2021年初（chū）開始生（shēng）產用於客戶驗證的樣（yàng）品。“得益於電動出（chū）行領域的蓬勃（bó）發展，博世接到了相當多的碳化（huà）矽半導體訂單。”Kroeger說道。未來，博世還（hái）將繼續擴大碳（tàn）化矽功率（lǜ）半導體的產能，旨在將產（chǎn）出提高（gāo）至上億顆的水平。為此，博世已經（jīng）開始（shǐ）擴建羅（luó）伊特林（lín）根工廠的無塵車間，同時著手研發功率密度更高的第二代（dài）碳化矽芯片，預（yù）計將於2022年投入大規模（mó）量產。博世在碳化矽半導體製造工（gōng）藝上的研發創新（xīn）也得（dé）到了德國聯邦經濟事務和能源部（BMWi）的支持，成（chéng）為（wéi）“歐洲共同利益重大項（xiàng）目（IPCEI）”中微電子領域的一部分。“多（duō）年來，我們一直為企業提供支持（chí），發展（zhǎn）德國半導體製造產業。博（bó）世在半導體生產領域的高度（dù）創新，不僅強化了歐洲（zhōu）微電子的（de）生態係統（tǒng），也進一步提高了微電子行業在數字化發展關鍵領（lǐng）域的獨立性。”德（dé）國聯邦經濟事務和能源部部長Peter Altmaier表（biǎo）示。

提高行駛裏（lǐ）程（chéng）的關鍵

02 博世羅伊特林根晶圓廠

在全球，碳化矽功率半導體（tǐ）的需求量不斷攀升。由市場調研谘詢公司Yole發布的預（yù）測顯示，從現在到2025年，碳化矽市（shì）場每年的增速將達到（dào）30%，市場規模將超過25億美元。當規模達到15億美元時，搭載碳化矽（guī）器件的汽車將占據市（shì）場（chǎng）主導（dǎo）地位。“碳化矽功率半導體的（de）效率極高，其優勢在電動出行等能源密集型應用中愈發明顯。”Kroeger說道。在電動汽車動力電子設備領域（yù），碳化（huà）矽芯片的配置能有效延長（zhǎng）單次充電的行駛距（jù）離。與使用純矽芯片的電動汽車相（xiàng）比，搭載碳（tàn）化矽芯片的電動汽車行（háng）駛距離平均延（yán）長了6%。為滿足日益增長的碳化矽（guī）功率半（bàn）導體（tǐ）需求，2021年，博世已在羅伊特林根晶圓工廠（chǎng）增建了1000平方米無塵車間（jiān）。到2023年底，博世還（hái）將（jiāng）新建3000平方米無塵車（chē）間。新建的無塵車間將配備最先進的生產設（shè）施，並使用（yòng）自主開發的（de）製造工藝生產碳（tàn）化矽（guī）半導體。為（wéi）此，博世的半導體專家（jiā）們充分利用了博世長達幾十（shí）年的芯片製造專業經驗。在未來，博世作為唯（wéi）一一家自主生產碳化矽芯片的汽車零部件供應（yīng）商，計劃使用200毫米晶圓製造碳化矽半導體。相比於如今使用的150毫米（mǐ）晶圓，使用200毫米晶圓能夠帶來可（kě）觀的（de）規模（mó）效益。畢竟，單個晶圓需花費數月（yuè）時（shí）間才能在無數機器設備中完成上百個工藝步驟。“使用大尺寸晶圓（yuán）進行生產能在一個生產周期內製造更多芯片，進（jìn）而滿足更多客戶的需（xū）求。”Kroeger表示。

小（xiǎo）原子，大能量

03 博世羅伊（yī）特林根晶圓廠將（jiāng）繼續擴建

碳（tàn）化矽芯片的強大的性能，要歸功於小小的碳原子（zǐ）。把這種碳原子（zǐ）加入用於製造半導體的高純矽晶體結構，能讓原材料擁有特殊的物理性質，例如支持更（gèng）高的切換頻率。此外，碳化矽半導體熱能損失僅有純矽芯片的一半，因此能夠提高電動汽車的行駛裏程。碳化矽芯片對800伏電壓係（xì）統也至關重要，它能加（jiā）快（kuài）充電速度、提升產品性能。由於碳化（huà）矽芯片散發的熱量顯著減少，能節約動（dòng）力電（diàn）子設備冷卻成本、減輕電動（dòng）汽車自身的（de）重量，同時降低整（zhěng）車的成本。未來，博世將向全球客戶提供碳化矽功率（lǜ）半導體，產品形式可以是單個芯片，也（yě）可（kě）以內置在動力電（diàn）子設（shè）備或電橋這類整體解決方案中。得益於更高效的（de）整體係統設（shè）計，把電機、逆變器和減速器（qì）合為一體的電橋最高效（xiào）率能達到96%，為動力總成係統提（tí）供了（le）更多能量冗餘，從而進一步（bù）提高行駛（shǐ）裏程。

04 博世是（shì）唯一自主生產（chǎn）碳化（huà）矽芯片的汽車零部件供應（yīng）商

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