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Die aktuelle Krise durch zu geringe Kapazitäten und hohe Preise wirkt sich auf den Gesamtmarkt der Halbleiterbauelemente aus. Daher haben auch viele Autohersteller in Deutschland mit fehlenden Bauteilen zu kämpfen. Halbleiterbauteile beschränken sich eben nicht nur auf solche, die in der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden. Mehr und mehr kommen diese auch in der Leistungselektronik zum Einsatz.
Bosch will im Dezember diesen Jahres mit der Serienproduktion von Siliziumkarbid-Halbleiterbauelementen beginnen. Diese SiC-Chips kommen vor allem in der Elektromobilität zum Einsatz. Mit der Erprobung der SiC-Chips hatte Bosch bereits Anfang 2021 begonnen.
Das Besondere an den SiC-Chips ist, dass hier in das eingesetzte hochreine Silizium Kohlenstoff eingebracht wird. Damit wird den Siliziumkarbid-Halbleitern eine höhere Schaltfrequenzen im Vergleich zu klassisch dotierten Silizium-Chips möglich. Zudem geht nur noch halb so viel Energie in Form von Abwärme verloren – die Chips arbeiten im Vergleich deutlich effizienter. Leistungselektronik, wie sie in Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommt, wird somit in ihrer Umsetzung einfacher und effektiver. Einfacher, weil beispielsweise die Kühlung weniger aufwendig ist. Effizienter, weil der Anteil der Verlustleistung geringer ist.
Um die stetig steigende Nachfrage nach den Halbleitern bedienen zu können, wurde die Reinraumfläche in der Bosch Waferfab in Reutlingen bereits in diesem Jahr um 1.000 m² erweitert. Bis Ende 2023 sollen weitere 3.000 m² hinzukommen. Bis 2025 soll der Markt für Siliziumkarbid-Halbleiterbauelemente auf bis zu 2,5 Milliarden US-Dollar wachsen.
In der Einrichtung einer Waferherstellung für SiC-Chips hat Bosch den Durchmesser der verwendeten Wafer von 150 auf 200 mm vergrößern können. Damit soll die Ausbeute der Chip deutlich steigen und die Fertigung wird kosteneffektiver.
"Durch die Produktion auf größeren Wafern können wir in einem Fertigungsdurchlauf deutlich mehr Chips herstellen und somit auch mehr Kunden beliefern", so Harald Kröger, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH.
Parallel zu den ersten SiC-Chips wird an der zweiten Generation dieser Siliziumkarbid-Halbleiterbauelemente gearbeitet. Sie soll ab 2022 serienreif sein und an Effizienz weiter zulegen. Die Entwicklung und der Aufbau des Fertigungsverfahrens wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Über die Summe ist nichts bekannt.
Im Sommer eröffnete Bosch ein Halbleiterwerk für 300-mm-Wafer in Dresden. Hier werden vor allem MEMS (Microelectromechanical Systems) und Leistungselektronik gefertigt.