V dnešní době jsou všechna auta vybavena polovodiči. V každém vozidle, které opustí výrobní linku, je jich více než 50. Nové mikročipy vyrobené z karbidu křemíku (SiC), které vyvinula společnost Bosch, nyní pomohou elektromobilitě udělat velký krok vpřed.

V budoucnosti budou čipy vyrobené z tohoto mimořádného materiálu udávat tempo ve výkonové elektronice – velitelském centru pro elektrická a hybridní vozidla. Ve srovnání s dosud používanými křemíkovými čipy mají polovodiče SiC lepší elektrickou vodivost. To umožňuje vyšší spínací frekvence a zároveň je zajištěno, že se rozptýlí mnohem méně energie ve formě tepla.

„Díky polovodičům z karbidu křemíku mají elektromotory více energie. Pro motoristy to znamená prodloužení dojezdové vzdálenosti o 6 procent,“ uvádí Harald Kröger, člen představenstva společnosti Bosch.

Bosch vyrábí novou generaci polovodičových čipů ve svém závodě v Reutlingenu, 25 km jižně od Stuttgartu. V tomto závodě společnost už po desetiletí produkuje několik milionů mikročipů každý den.

SiC: posilovač e-mobility

Polovodiče vyrobené z karbidu křemíku nastavily nové standardy pro rychlost spínání, tepelné ztráty a velikost. Všechno to začíná dodatečnými atomy uhlíku, které se zavádějí do krystalické struktury ultračistého křemíku použitého k výrobě polovodičů. Chemická vazba vytvořená tímto způsobem přemění polovodičové čipy na skutečné elektrárny.

Zejména pro aplikace v elektrických a hybridních vozidlech to znamená řadu výhod. Ve výkonové elektronice zajišťují, že se ztráty ve formě tepla sníží o 50 procent. Tato úspora se promítá do účinnější výkonové elektroniky a více energie pro elektromotor a tím i do dojezdové vzdálenosti baterií.

Bosch je v automobilovém a polovodičovém průmyslu jako doma

Díky této technologii karbidu křemíku Bosch systematicky rozšiřuje své know-how v oblasti polovodičů. Společnost bude v budoucnu používat polovodiče SiC ve své vlastní výkonové elektronice. Pro její zákazníky to znamená spojení toho nejlepšího z obou světů, protože Bosch je jediným dodavatelem v automobilovém průmyslu, který také vyrábí polovodiče.

„Díky našemu hlubokému porozumění systémům v elektromobilitě se mohou výhody technologie karbidu křemíku odrazit přímo na vývoji komponentů a systémů,“ říká Kröger.

Jako jeden z předních výrobců automobilových polovodičů těží společnost Bosch z této celosvětově jedinečné výhody téměř 50 let. Kromě výkonových polovodičů jde o mikroelektromechanické systémy (MEMS) a zákaznické integrované obvody (ASIC).

Ať už jde o airbagy, napínače bezpečnostních pásů, tempomaty, dešťové senzory nebo hnací ústrojí, v moderní automobilové technologii existuje jen málo oblastí, které se nespoléhají na mikročipy. V roce 2018 byly v průměrném automobilu čipy v hodnotě kolem 370 dolarů (337 EUR). Se svými továrnami na výrobu polovodičů v Reutlingenu a Drážďanech je společnost Bosch na tento vývoj dobře připravena.

Bosch posiluje svou konkurenceschopnost

Proměna kruhových disků z křemíku nebo karbidu křemíku – destiček – na polovodičové čipy vyžaduje komplikovaný výrobní proces, který může zabrat až 14 týdnů. V několika chemických a fyzikálních procesech získávají destičky ultrajemné struktury, které následně vytvoří drobné třísky, z nichž každá měří jen několik milimetrů.

V červnu 2018 položila společnost Bosch základní kámen pro svou nejmodernější továrnu na výrobu polovodičů v Drážďanech. Pro výrobní operace budou používány destičky o průměru 300 milimetrů. To znamená výrazně více čipů z jedné destičky a odpovídající výraznější úspory z rozsahu než u polovodičů založených na technologii 150 a 200 milimetrů. Tyto destičky vyrábí Bosch v Reutlingenu, kde také bude vyrábět nové SiC čipy. Továrny na výrobu destiček v Reutlingenu a Drážďanech se dokonale doplňují. To umožňuje společnosti Bosch dále posilovat její konkurenceschopnost.