Jsou malé, výkonné a extrémně účinné: Polovodiče z karbidu křemíku (SiC). Po několika letech vývoje nyní Bosch zahajuje velkosériovou výrobu výkonových polovodičů z inovativního materiálu, které bude dodávat výrobcům automobilů po celém světě.

V budoucnu budou čipy využívány ve stále větším počtu vyráběných vozidel.

„Polovodiče z karbidu křemíku mají skvělou budoucnost. Chceme se stát světovou jedničkou ve výrobě SiC čipů pro elektromobilitu,“ říká Harald Kröger, výkonný ředitel společnosti Robert Bosch GmbH.

Před dvěma lety oznámila technologická a servisní společnost, že pokročí ve vývoji SiC čipů a zahájí výrobu. Společnost Bosch za tímto účelem vyvinula vlastní vysoce komplexní výrobní procesy, pomocí kterých se od začátku roku 2021 vyrábějí speciální polovodiče – nejprve jako vzorky pro testování zákazníky.

V budoucnu hodlá Bosch zvýšit výrobní kapacitu výkonových polovodičů SiC na číslo v řádu stovek milionů. Za tímto účelem již společnost rozšiřuje svou plochu pro čisté prostory v závodě v Reutlingenu. Souběžně se pracuje také na druhé generaci čipů SiC. Od roku 2022 by měla být připravena pro sériovou výrobu a její účinnost by se měla dále zvyšovat. Společnost Bosch získala podporu na vývoj inovativních výrobních postupů pro SiC polovodiče od německého Spolkového ministerstva hospodářství a energetiky (BMWi) v rámci programu „IPCEI Microelectronics“ (Important Project of Common European Interest – důležitý projekt společného evropského zájmu).

Malý atom, velký účinek

Tajemství mimořádného výkonu čipů SiC spočívá v malém atomu uhlíku. Vnáší se do krystalové struktury vysoce čistého křemíku, který se jinak používá k výrobě polovodičů, a dodává materiálu zvláštní fyzikální vlastnosti: Polovodiče z karbidu křemíku tak ve srovnání s křemíkovými čipy umožňují vyšší frekvence spínání. Kromě toho se ve formě tepla ztrácí jen polovina energie, což zvyšuje dojezd elektromobilů.

Čipy jsou důležité i pro 800voltové systémy. U nich umožňují rychlejší nabíjení a vyšší výkon. Vzhledem k tomu, že čipy SiC také vyzařují výrazně méně tepla, lze také omezit složité chlazení výkonové elektroniky. Kromě hmotnosti se tak mohou snížit i náklady na výrobu elektromobilů. Společnost Bosch bude v budoucnu dodávat výkonové polovodiče z karbidu křemíku zákazníkům po celém světě – jak v podobě jednotlivých čipů, tak instalované ve výkonové elektronice nebo v kompletních řešeních, jako je například e-náprava. Tato kombinace elektromotoru, převodovky a výkonové elektroniky dosahuje díky efektivněji navrženému celkovému systému účinnosti až 96 %. To znamená, že pro pohon je k dispozici více energie a dojezd se zvyšuje.