Bosch steigert Reichweite von E-Autos mit Siliziumkarbid-Chips

© Robert Bosch GmbH

Reutlingen – Die Elektromobilität boomt und Bosch will von dieser Entwicklung im Bereich der Leistungshalbleiter profitieren. Der Technologiekonzern will mit Siliziumkarbid-Halbleitern (SiC) größere Reichweiten und geringere Ladezeiten bei Elektroautos erreichen. Anfang Dezember 2021 startet nun die Serienproduktion.

Vor zwei Jahren hatte Bosch angekündigt, die Entwicklung von SiC-Chips voranzutreiben und in die Produktion einzusteigen. Seit Anfang 2021 produziert Bosch bereits die SiC-Chips, zunächst als Muster für die Erprobung bei den Kunden.

Mehr Leistung durch Siliziumkarbid – hohes Marktwachstum erwartet
Die Nachfrage nach Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid steigt wird weltweit kräftig steigen. So rechnet das Marktforschungs- und Beratungsunternehmen Yole damit, dass der gesamte SiC-Markt bis 2025 jedes Jahr im Schnitt um 30 Prozent auf mehr als 2,5 Milliarden US-Dollar wachsen wird, teilte Bosch mit. Mit rund 1,5 Milliarden US-Dollar soll der SiC-Automarkt den größten Anteil ausmachen.

„Siliziumkarbid-Halbleiter haben eine große Zukunft. Wir wollen weltweit führend bei der Herstellung von SiC-Chips für die Elektromobilität werden“, sagt Harald Kröger, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH. In der Elektronik von Elektrofahrzeugen sorgen Siliziumkarbid-Chips dafür, dass Autofahrer mit einer Batterieladung beispielsweise deutlich weiterfahren können – im Schnitt rund sechs Prozent verglichen mit ihren Pendants aus Silizium.

Bosch entwickelt hochkomplexes Fertigungsverfahren
Seit Anfang 2021 produziert Bosch bereits, aber zunächst im Probebetrieb. Jetzt erfolgt der Startschuss für die Serienfertigung „Unsere Auftragsbücher sind voll. Grund ist die boomende Elektromobilität“, sagt Kröger. Künftig will Bosch die Fertigungskapazität von SiC-Leistungshalbleitern auf eine Stückzahl im dreistelligen Millionenbereich erhöhen. Dafür baut das Unternehmen auch bereits seine Reinraumfläche im Reutlinger Werk weiter aus.

Parallel wird zudem an der zweiten Generation von SiC-Chips gearbeitet. Sie soll ab 2022 serienreif sein und an Effizienz weiter zulegen. Unterstützung bei der Entwicklung der innovativen Fertigungsverfahren für die SiC-Halbleiter erhält Bosch vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Programms „IPCEI Mikroelektronik“ (Important Project of Common European Interest).

Geheimnis der hohen Leistung – ein Kohlenstoffatom richtig platziert
Bei einem SiC-Chip wird in die Kristallstruktur des sonst für die Herstellung von Halbleitern eingesetzten hochreinen Siliziums ein Kohlenstoff-Atom platziert. Das verleiht dem Rohstoff besondere physikalische Eigenschaften: So ermöglichen Siliziumkarbid-Halbleiter höhere Schaltfrequenzen im Vergleich zu Silizium-Chips. Zudem geht nach Angaben von Bosch nur noch halb so viel Energie in Form von Wärme verloren, wodurch sich die Reichweite von E-Autos steigern lässt. Die Chips sind auch wichtig für 800-Volt-Systeme. Dort ermöglichen sie schnelleres Laden und mehr Leistung.