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Bosch: Siliziumkarbid-Halbleiter für effizientere E-Autos

Effizientere Stromwandler für E-Autos will Bosch in Zukunft mit SiC-MOSFETs aus eigener Produktion bestücken.

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Bosch-Mitarbeiter betrachtet Wafer mit SiC-Halbleitern.

(Bild: Bosch)

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Siliziumkarbid-Schalttransistoren arbeiten vor allem bei hohen Spannungen und hohen Schaltfrequenzen mit niedrigeren Verlusten als etwa IGBTs. Daher versprechen Siliziumkarbid-(SiC-)MOSFETs und SiC-Leistungsdioden Vorteile in batterieelektrischen Fahrzeugen: Größere Reichweite der Akkus, kleinere Leistungsmodule dank weniger Kühlungsaufwand, Ansteuerung stärkerer Motoren, höhere Lade- und Rekuperationsleistungen.

Auch die Firma Bosch möchte in Zukunft SiC-MOSFETs in Stromwandlern für E-Autos einsetzen, beispielsweise in den sogenannten eAchsen, die man als komplettes Modul an Automobilhersteller zuliefert. Bosch verkauft aber auch Leistungselektronikmodule separat. Die Bosch-Halbleiterfabrik in Reutlingen hat deshalb eine Pilotanlage zur Fertigung von SiC-MOSFETs aufgebaut, die ab 2020 Muster liefern soll. Die Fab verarbeitet 6-Zoll-(150-Millimeter-)Wafer.

SiC-Leistungshalbleiter sind schon seit Jahren auf dem Markt, kommen aber bisher noch selten in den extrem leistungsstarken Wandlern von E-Autos zum Einsatz. Besondere Aufmerksamkeit erregte deshalb in der Szene, dass Tesla im Model 3 einen SiC-Stromwandler verwendet, der gemeinsam mit STMicroelectronics entwickelt wurde. Aber etwa auch Infineon, die japanische Firma Rohm und die Cree-Sparte Wolfspeed fertigen SiC-Leistungshalbleiter.

Branchenkenner erwarten eine sehr stark steigende Nachfrage nach SiC-Leistungshalbleitern, die bisher vorwiegend auf 6-Zoll-Wafern produziert werden. Allerdings gibt es mehrere Projekte für neue SiC-Fabs, die 8-Zoll-Wafer verarbeiten, um die SiC-Produktionskapazität deutlich zu steigern.

Bosch baut derzeit eine Chip-Fab in Dresden, die 300-mm-(12-Zoll-)Wafer verarbeitet. Dadurch werden in Reutlingen absehbar Kapazitäten frei, um SiC-Transistoren zu fertigen. Damit wiederum wird Bosch unabhängig von SiC-MOSFET-Zulieferern. Auch Infineon will den Ausstoß an SiC-Halbleitern deutlich steigern und hat die Dresdner Firma Siltectra gekauft, die das Cold-Split-Verfahren zum Teilen von Wafern mit SiC-Bauelementen entwickelt hat. (ciw)