博世扩产碳化硅芯片助力汽车电气化

德国REUTLINGEN——体积微小、性能强劲、极致高效：碳化硅（SiC）半导体。经数年研发，博世现启动碳化硅功率半导体量产，面向全球车企供货。

未来更多量产车将搭载此类芯片。“碳化硅半导体前景光明，我们要成为电动出行SiC芯片生产的全球领导者，”博世管理董事会成员Harald Kroeger表示。

两年前博世宣布推进SiC芯片开发并投产。为此开发了专有复杂制造工艺，自2021年初起用于生产特种半导体——最初作为客户验证样品。

“得益于电动出行热潮，订单排满，”Kroeger说。博世计划将SiC功率半导体产能扩至数亿颗量级，已启动Reutlingen工厂洁净室扩建。

同步研发第二代SiC芯片，效率更高，预计2022年量产。博世获德国联邦经济与能源部（BMWi）支持，作为“欧洲共同利益重要项目（IPCEI）微电子”计划一环开发创新SiC制造工艺。

德国联邦经济部长Peter Altmaier表示：“多年来我们支持德国建立半导体生产。博世高创新半导体制造强化欧洲微电子生态，是数字化关键领域迈向更大独立的重要一步。”

全球碳化硅功率半导体需求上扬。Yole预测，至2025年SiC市场年均增速30%，规模超25亿美元，其中车用SiC市场约15亿美元占主导。

“碳化硅功率半导体能效极高，其优势在电动出行等高能耗应用中凸显，”Kroeger说。在电动车功率电子中，SiC芯片使单次充电续航平均较纯硅芯片提升6%。

为满足需求增长，2021年博世Reutlingen晶圆厂已增建10,764平方英尺洁净室，至2023年底将再增32,292平方英尺。

新空间将容纳最先进生产设施，采用自研工艺制造SiC半导体。博世半导体专家凭借数十年芯片制造经验构建产线。

未来，作为唯一自产SiC芯片的汽车供应商，博世计划在8英寸晶圆上制造。相较当前6英寸晶圆，将带来显著规模经济。单片晶圆历经数百道工序、无数设备，耗时数月。“大尺寸晶圆单次生产更多芯片，可服务更多客户，”Kroeger说。

SiC芯片卓越性能源于微小碳原子。将其引入超纯硅晶体结构，赋予材料特殊物理特性：如SiC半导体支持比纯硅更高开关频率。

此外，热损耗仅为硅芯片一半，延长电动车续航。芯片对800伏系统至关重要，实现更快充电与更强性能。SiC芯片发热显著降低，功率电子冷却系统成本与重量双降，进一步降低电动车成本。

未来博世将向全球客户供应SiC功率半导体——以单芯片、集成功率电子或完整解决方案（如电驱动桥）形式。电机、变速箱、功率电子集成的电驱动桥因整体高效设计达96%效率，留存更多能量供动力系统，延长续航。

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