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博世加快碳化硅芯片生产

      材料来源:化合物半导体

Rebecca Pool 报道称,随着 SiC 芯片从其位于德国的罗伊特林根(Reutlingen)工厂流出,博世坚定的希望引领电动汽车市场。

 

为应对日益活跃的 SiC 器件市场,总部位于德国的博世已制定计划,开始批量生产其 SiC 功率半导体。作为 2021 年 12 月公告的一部分,博世董事会成员 Harald Kroger 表示:“碳化硅半导体的未来是光明的。我们希望成为生产用于电动汽车的 SiC 芯片的全球领导者。”

 

正如工程和技术重量级公司汽车电子部门高级副总裁Ralf Bornefeld 告诉《化合物半导体》 (Compound Semiconductor)的那样:“这很简单。我们开发这项技术已经很长时间了,现在已经准备好进入市场——客户信任我们在汽车领域的历史并希望使用我们的芯片。”

 

博世汽车电子高级副总裁 Ralf Bornefeld。 [博世]

 

十多年前,博世开始研究如何制造碳化硅半导体,继其在硅基 MEMS 传感器方面取得成功后,将目光投向了具有垂直结构的 SiC 沟槽 MOSFETs。在这里,已经开发了一种高深宽比等离子体蚀刻工艺,称为Bosch工艺,用于在晶圆中形成深、陡边的孔和沟槽。

 

快速发展到今天,博世已将该技术应用到了SiC上,Bornefeld 坚信公司的沟槽 MOSFET 将在竞争对手的平面器件上占据优势。 “现在的趋势是缩小元胞设计,并节省碳化硅面积,从而降低成本——因此我们从一开始就使用了这项技术,”他说。

 

博世的目标市场是电动汽车,该公司打算制造用于牵引逆变器、车载充电和 DC-DC 转换应用的器件。 Bornefeld 表示,由于高功率和高电压运行,以及牵引逆变所需的高半导体数量,这种应用对 SiC 半导体具有巨大的吸引力。

 

尽管存在GaN基器件的竞争,但博世高管同样相信碳化硅将在车载充电和 DC-DC 转换方面发挥强大作用。在谈到车载充电时,他强调了市场如何转向快速充电,这可能需要高压电池组(800 V 范围内) - 与 1200V SiC器件一起运行。 “如果这种趋势持续下去,我认为氮化镓在可预见的未来不会成为一项具有竞争力的技术,”他说。

 

尽管如此,Bornefeld 证实博世在 GaN 领域也很活跃,并且有一些还处于早期阶段的想法。与此同时,所有人的目光都集中在该公司罗伊特林根晶圆厂的最新活动上,该晶圆厂自 2021 年初以来一直在生产用于客户验证的 SiC 芯片,目前正在扩大该工厂的洁净室空间。

 

更大的晶圆尺寸

 

除了扩张之外,硅芯片生产正在从罗伊特林根(Reutlingen)转移到博世最近在德累斯顿(Dresden)开设的 300 毫米硅晶圆工厂,正如 Bornefeld 强调的那样,这是为 SiC 制造腾出了空间,并从 150 毫米晶圆过渡到 200 毫米晶圆。 “我们已经开始在生产线上运行 200 毫米碳化硅晶圆,”他说。 “我不能确切地说将何时进行晶圆过渡,但有可能在 2024 年到 2026 年之间。”

 

德国罗伊特林根(Reutlingen)的 SiC 芯片生产。 [博世]

 

那么博世现在呢?该公司目前正在领导由欧盟资助的 8900 万欧元的转型项目——“值得信赖的欧洲 SiC 价值链,打造更绿色的经济”。这 34家组织的目标是为各种应用中的SiC 电力电子器件建立一个具有竞争力的欧洲供应链,这些应用包括工业驱动、电力转换、可再生能源,当然还有电动汽车。

 

“碳化硅是一项核心技术,世界上每个地区都将其视为重要技术,”Bornefeld 说。 “总的来说,我倾向于公开市场……但考虑到我们有时会看到的地缘政治紧张局势,欧洲可以充当我所说的‘中立区’。”

 

“此外,拥有完整的价值链应该会让欧洲变得更强大,”他补充道。

 

当然,750 V 和 1200 V SiC MOSFET 的生产仍在快速发展,该公司一直在开发下一代 SiC 芯片。 Bornefeld 证实,未来的 MOSFET 将基于其久经考验的垂直芯片架构,即沟槽 MOSFET,但这些较小的器件将“以不同的方式构造”。

 

“我们正在为下一代以及之后的一代开发技术,”他说。“关于如何让我们的碳化硅技术在一个长期、成功的未来持续下去,我们有很多想法。”

 

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