‘Siliciumcarbide halfgeleiders zijn technologische sprong voorwaarts in elektromobiliteit’

"De chips uit dit wonderbaarlijke materiaal bepalen voortaan de koers van de vermogenselektronica – het controlecentrum van elektrische en hybride voertuigen", zegt Bosch-directeur Harald Kröger. "Siliciumcarbide halfgeleiders creëren meer vermogen in elektrische aandrijvingen. Voor automobilisten betekent dat 6% meer actieradius."

Siliciumcarbide is silicium met extra koolstofatomen. Het halfgeleidermateriaal is robuuster dan de conventionele materialen die in elektronica worden gebruikt. Het is bestand tegen extreem hoge spanningen en is een goede thermische geleider, waardoor het bij hoge temperaturen kan worden gebruikt zonder dat er maatregelen moeten worden genomen om de warmte af te voeren. In de vermogenselektronica zorgt dit dat er tot 50% minder energie verloren gaat.

Bosch verwacht vooral veel van de 6% die mensen verder kunnen rijden op elke acculading. "Dit is een van de grootste obstakels voor het kopen van elektrische auto’s: 42% koopt geen e-voertuig uit angst onderweg zonder stroom te komen te staan. In Duitsland geldt dit zelfs voor 69% van de consumenten (bron: Consors Finanz Autobarometer 2019 ).

---

Lees ook:

Elektronica die werkt bij 350 ºC

 

---

"Bovendien creëren de halfgeleiders nog extra besparingspotentieel voor de toekomst: de complexe koeling van de aandrijfcomponenten kan worden verminderd door de aanzienlijk lagere warmteverliezen van de chips en door het feit dat ze ook bij aanzienlijk hogere bedrijfstemperaturen werken. Dit heeft op zijn beurt een positief effect op het gewicht en de kosten van elektrische voertuigen."

1000 dollar aan chips per auto

Er is nauwelijks een gebied in de moderne autotechnologie dat zonder microchips werkt, of het nu gaat om airbags, gordelspanners, cruisecontrol-systemen, regensensors of aandrijflijnen. In 2018 was elk voertuig uitgerust met chips ter waarde van 370 dollar (Bron: ZVEI). Terwijl dit bedrag jaarlijks met 1 à 2% toeneemt voor toepassingen zoals infotainment, netwerken, automatisering en elektrificatie, is een elektrisch voertuig uitgerust met halfgeleiderchips ter waarde van gemiddeld 450 dollar. Experts geloven dat dit bedrag door geautomatiseerd rijden nog eens met circa 1000 dollar zal toenemen. Daarmee is de automobielmarkt een van de belangrijkste groeifactoren van de halfgeleiderindustrie.

Nieuwe waferfabriek

De wafers ondergaan een tot 14 weken durend productieproces voordat er sprake is van halfgeleiderchips. In juni 2018 legde Bosch de eerste steen van zijn halfgeleiderfabriek in Dresden. Daar worden wafers met een diameter van 300 millimeter geproduceerd. Zo kunnen aanzienlijk meer chips uit een wafer worden gewonnen en kunnen grotere schaaleffecten worden bereikt dan met halfgeleiders op basis van 150- en 200-millimeter-technologie. Bosch produceert dergelijke chips in Reutlingen, waar het bedrijf ook de nieuwe SiC-chips zal vervaardigen.

"Halfgeleiders vormen een kerncomponent van alle elektrische systemen. Ze maken ook data tot een felbegeerde grondstof van de toekomst. We willen onze productie voortdurend uitbreiden aangezien deze chips steeds belangrijker worden in onze werkgebieden", benadrukt Kröger.

Bosch investeert ongeveer 1 miljard euro in zijn waferfabriek in Dresden – de grootste investering in de geschiedenis van het bedrijf. De installaties worden momenteel in de cleanroom-ruimte van de fabriek geïnstalleerd. De eerste medewerkers gaan in het voorjaar van 2020 aan de slag. Bosch zal de site CO2-neutraal exploiteren.