博世碳化硅，賦能電動出行新時代

2024-07-24 18:21:32· 來源：博世汽車電子事業(yè)部

半導(dǎo)體是現(xiàn)代科技的心臟，跳動于各種電子設(shè)備中，為世界提供源源不斷的動力。從汽車工業(yè)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、到能源基礎(chǔ)設(shè)施，幾乎每一個現(xiàn)代科技的角落都依賴于半導(dǎo)體的存在。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，2023年全球半導(dǎo)體的生產(chǎn)和銷售量超過一萬億顆。

在電動汽車的應(yīng)用中，基于碳化硅的前沿功率半導(dǎo)體更是市場的寵兒。得益于其較高的功率密度和開關(guān)速度的特性，碳化硅MOSFET（SiC MOSFET）可賦能各類功率系統(tǒng)。其在更高的溫度、電壓和頻率下依然能夠穩(wěn)定工作，相比于傳統(tǒng)IGBT，在相同電池電量下能有效延長至6%的續(xù)航里程。

這使得汽車工業(yè)對于功率半導(dǎo)體，尤其是碳化硅功率半導(dǎo)體的需求急劇上升，并且市場以每年超過30%的速度強(qiáng)勁增長。這種創(chuàng)新材料在推動電動出行的進(jìn)程中扮演著尤為重要的角色，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，2029年電動領(lǐng)域芯片的市場規(guī)模約達(dá)360億美元。

博世碳化硅裸片

然而，受其材料特性影響，碳化硅芯片的生產(chǎn)條件十分嚴(yán)格，對于工藝的要求極高。

博世作為碳化硅領(lǐng)域的先驅(qū)，是全球?yàn)閿?shù)不多的生產(chǎn)和銷售自有碳化硅功率半導(dǎo)體的汽車零部件供應(yīng)商之一，擁有超過20年的研究經(jīng)驗(yàn)，具備完整的從碳化硅研發(fā)、生產(chǎn)到檢測的全流程。

博世從一開始就將其市場領(lǐng)先的溝槽刻蝕工藝應(yīng)用于碳化硅芯片，并特別關(guān)注了晶體管的魯棒性，使得其芯片產(chǎn)品具有突出的性能表現(xiàn)。

2021年博世在其德國的羅伊特林根工廠投產(chǎn)了基于6英寸(150mm) 碳化硅晶圓的車規(guī)級芯片。目前，該晶圓廠正在生產(chǎn)基于8英寸(200mm) 晶圓的碳化硅芯片樣品客戶試跑。

博世羅伊特林根晶圓廠

為進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能以滿足市場需求，博世于2023年收購了位于美國加利福尼亞州羅斯維爾的芯片工廠。為將新工廠升級為最先進(jìn)的碳化硅芯片制造廠，博世投資約15億美元。升級完成后，羅斯維爾晶圓廠將生產(chǎn)基于8英寸(200mm)晶圓尺寸的碳化硅芯片，該晶圓廠的首批碳化硅芯片將于2026年投產(chǎn)。

博世羅斯維爾晶圓廠

8英寸晶圓滿足業(yè)內(nèi)的黃金標(biāo)準(zhǔn)，在能夠保證成本效益的同時，實(shí)現(xiàn)芯片的更高產(chǎn)量。羅斯維爾和羅伊特林根工廠的同步投產(chǎn)，在未來數(shù)年內(nèi)預(yù)計將幫助博世實(shí)現(xiàn)碳化硅產(chǎn)能的十倍增長。這將大幅提高博世為電動出行提供碳化硅芯片這一關(guān)鍵組件的能力。

博世第二代碳化硅產(chǎn)品分為750V和1200V兩種規(guī)格，以裸片、分立器件及模塊的形式提供。獨(dú)立器件的封裝選擇多樣，能夠根據(jù)客戶需求靈活定制。