博世創(chuàng)新突破,持續(xù)發(fā)力電動車技術(shù)領(lǐng)域

時間:2019-10-14

來源:國際工業(yè)自動化

導(dǎo)語:德國羅伊特林根和德累斯頓——如今,所有汽車都配備了半導(dǎo)體。每一輛出廠汽車擁有超過50個半導(dǎo)體。博世最新研發(fā)的新型碳化硅(SiC)微芯片將助力電動車實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

●HaraldKr?ger:“碳化硅半導(dǎo)體為電機(jī)提供更多動力。對于駕駛員來說,這意味著車輛續(xù)航里程能夠增加6%?!?/p>

●博世:集半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)雙邊優(yōu)勢于一身

●憑借德累斯頓半導(dǎo)體新生產(chǎn)工廠,博世正不斷增強(qiáng)其市場競爭力。

德國羅伊特林根和德累斯頓——如今,所有汽車都配備了半導(dǎo)體。每一輛出廠汽車擁有超過50個半導(dǎo)體。博世最新研發(fā)的新型碳化硅(SiC)微芯片將助力電動車實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。未來,由這種非常規(guī)材料制成的芯片將引領(lǐng)電動車和混合動力汽車的控制系統(tǒng),即功率電子器件的發(fā)展。與目前使用的硅芯片相比,碳化硅具有更好的導(dǎo)電性,在實現(xiàn)更高的開關(guān)頻率的同時保持更低的熱損耗?!疤蓟璋雽?dǎo)體為電機(jī)提供更多動力。對于駕駛員來說,這意味著車輛續(xù)航里程能夠增加6%?!辈┦兰瘓F(tuán)董事會成員HaraldKr?ger先生表示。位于斯圖加特以南25英里的博世羅伊特林根工廠將生產(chǎn)這一新型半導(dǎo)體芯片。該工廠數(shù)十年來每日平均生產(chǎn)交付的微芯片超過幾百萬個。

博世羅伊特林根工廠將生產(chǎn)碳化硅微芯片.png 

博世羅伊特林根工廠將生產(chǎn)碳化硅微芯片

碳化硅:電動車發(fā)展的助推器

碳化硅半導(dǎo)體為芯片的開關(guān)速度、熱損耗和尺寸大小設(shè)立了新的行業(yè)基準(zhǔn)。這一切都?xì)w功于一些額外的碳原子,這些碳原子被引入生產(chǎn)半導(dǎo)體的超純硅晶體結(jié)構(gòu)中。以這種方式產(chǎn)生的化學(xué)鍵能夠讓半導(dǎo)體芯片變成真正的動力源。這一新型半導(dǎo)體材料在電動車和混合動力車中應(yīng)用之后,其優(yōu)勢十分突出。在功率電子器件中,碳化硅微芯片能夠讓熱損耗減少50%左右。這將直接提高功率電子器件的能效,以及為電機(jī)提供更多動力,從而提升電池的續(xù)航里程。單次充電就能夠讓駕駛員的電動車?yán)m(xù)航里程提高6%。通過這種方式,博世有助于減少潛在電動車購買者的里程焦慮:近二分之一的消費(fèi)者(42%)因為擔(dān)心電池會在駕駛途中耗盡而決定不購買電動車。在德國,這一擔(dān)憂則更為普遍,甚至影響了69%的消費(fèi)者(來源:ConsorsFinanzAutomobileBarometer2019)。換句話說,汽車制造商能夠以更小尺寸的電池實現(xiàn)同等的續(xù)航里程,降低電池這一電動車最為昂貴的零部件成本,從而降低汽車的價格?!疤蓟璋雽?dǎo)體將改變電動車行業(yè)?!盚araldKr?ger補(bǔ)充道。原因在于碳化硅的應(yīng)用還能進(jìn)一步節(jié)省車輛的潛在成本:芯片熱損耗的大大降低以及能在更高的工作溫度下運(yùn)作,意味著汽車制造商能夠節(jié)省在車輛動力總成系統(tǒng)組件冷卻上所耗費(fèi)的高昂成本。這對電動車的車身重量和生產(chǎn)成本均會產(chǎn)生積極影響。

 微芯片.png

博世最新研發(fā)的碳化硅微芯片

博世:集半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)雙邊優(yōu)勢于一身

憑借碳化硅技術(shù),博世正在系統(tǒng)性地拓展其在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的專業(yè)技能。博世未來將在自制功率電子器件中使用碳化硅芯片。對客戶而言,博世是唯一一家能夠集合半導(dǎo)體生產(chǎn)和汽車零部件供應(yīng)雙邊優(yōu)勢的企業(yè)。HaraldKr?ger說:“基于我們對電動車系統(tǒng)已有的深入了解,碳化硅技術(shù)的優(yōu)勢能直接應(yīng)用于我們零部件和系統(tǒng)的研發(fā)?!弊鳛槠嚢雽?dǎo)體的全球領(lǐng)先制造商之一,博世在這一領(lǐng)域擁有超過50年經(jīng)驗和獨特優(yōu)勢。除功率半導(dǎo)體外,博世半導(dǎo)體還包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和專用集成電路(ASICs)。

無論是安全氣囊、安全帶張緊器、巡航控制系統(tǒng)、雨量傳感器還是動力總成,現(xiàn)代汽車技術(shù)中幾乎沒有一個領(lǐng)域不需要微芯片。2018年,一輛普通汽車中芯片的價值約為370美元(約合337歐元)(來源:ZVEI)。與車載信息娛樂、智能網(wǎng)聯(lián)、自動化和電氣化無關(guān)的應(yīng)用所需芯片價值每年以1%到2%的速度增長,平均而言,一輛電動車上的附加半導(dǎo)體芯片價值約450美元(約合410歐元)。據(jù)專家預(yù)測,這一數(shù)值還將隨著自動駕駛的發(fā)展而進(jìn)一步提升約1000美元(約合910歐元)。由此,汽車市場將成為半導(dǎo)體行業(yè)增長的驅(qū)動力之一。此外,諸如人工智能、網(wǎng)絡(luò)安全、智慧城市、邊緣計算、智能家居和互聯(lián)領(lǐng)域等物聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用將會進(jìn)一步推動半導(dǎo)體行業(yè)的未來發(fā)展。憑借在羅伊特林根和德累斯頓的半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠,博世已經(jīng)為這些未來增長機(jī)遇做好了充分的準(zhǔn)備:“我們在半導(dǎo)體行業(yè)的專業(yè)技能不僅可以幫助我們研發(fā)新的汽車功能及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,還能夠不斷優(yōu)化芯片本身,”HaraldKr?ger說道。

博世:不斷增強(qiáng)市場競爭力

將硅或碳化硅晶圓轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體芯片,涉及到十分復(fù)雜的工業(yè)制造過程,生產(chǎn)周期可長達(dá)14周之久。經(jīng)過一系列化學(xué)和物理過程,晶圓會獲得超微結(jié)構(gòu),隨后可被加工制作成為微芯片。每枚微芯片的尺寸僅為幾毫米。2018年6月,博世在德累斯頓開始建造一座先進(jìn)的半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠。其生產(chǎn)制造將使用直徑為300毫米的晶片。與使用150毫米和200毫米晶片技術(shù)來生產(chǎn)半導(dǎo)體相比,300毫米晶片能夠產(chǎn)生更多的芯片,即可以實現(xiàn)更好的規(guī)模生產(chǎn)效益。博世在羅伊特林根的工廠除了生產(chǎn)150毫米和200毫米晶片以外,還將生產(chǎn)新的碳化硅芯片。羅伊特林根工廠和德累斯頓晶圓廠能夠形成良好的優(yōu)勢互補(bǔ)關(guān)系。這將使博世進(jìn)一步增強(qiáng)其市場競爭力?!鞍雽?dǎo)體是所有電子系統(tǒng)的核心元件,同時還將數(shù)據(jù)變成了未來不可多得的原料。隨著半導(dǎo)體在行業(yè)領(lǐng)域中重要性的提升,我們希望不斷拓寬我們的制造業(yè)務(wù),”HaraldKr?ger表示。博世在德累斯頓晶圓廠將投資約10億歐元。這是博世歷史上總額最大的單筆投資。德累斯頓晶圓廠的無塵車間目前正在安裝相應(yīng)設(shè)施。首批員工計劃于2020年春季開始工作。博世將在該工廠實現(xiàn)碳中和。



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