德國羅伊特林根和德累斯頓——如今，所有汽車都配備了半導體。每一輛出廠汽車擁有超過50個半導體。博世新研發(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。“碳化硅半導體為電機提供更多動力。對于駕駛員來說，這意味著車輛續(xù)航里程能夠增加6%。”博世集團董事會成員Harald Kröger 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。

碳化硅：電動車發(fā)展的助推器

碳化硅半導體為芯片的開關(guān)速度、熱損耗和尺寸大小設立了新的行業(yè)基準。這一切都歸功于一些額外的碳原子，這些碳原子被引入生產(chǎn)半導體的超純硅晶體結(jié)構(gòu)中。以這種方式產(chǎn)生的化學鍵能夠讓半導體芯片變成真正的動力源。這一新型半導體材料在電動車和混合動力車中應用之后，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續(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：近二分之一的消費者（42%）因為擔心電池會在駕駛途中耗盡而決定不購買電動車。在德國，這一擔憂則更為普遍，甚至影響了69％的消費者（來源：Consors Finanz Automobile Barometer 2019）。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為昂貴的零部件成本，從而降低汽車的價格。“碳化硅半導體將改變電動車行業(yè)。”Harald Kröger補充道。原因在于碳化硅的應用還能進一步節(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。

博世：集半導體和汽車產(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，博世是一家能夠集合半導體生產(chǎn)和汽車零部件供應雙邊優(yōu)勢的企業(yè)。Harald Kröger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)勢能直接應用于我們零部件和系統(tǒng)的研發(fā)。”作為汽車半導體的制造商之一，博世在這一領域擁有超過50年經(jīng)驗和*優(yōu)勢。除功率半導體外，博世半導體還包括微機電系統(tǒng)（MEMS）和集成電路（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體芯片價值約450美元（約合410歐元）。據(jù)，這一數(shù)值還將隨著自動駕駛的發(fā)展而進一步提升約1000美元（約合910歐元）。由此，汽車市場將成為半導體行業(yè)增長的驅(qū)動力之一。此外，諸如人工智能、網(wǎng)絡安全、智慧城市、邊緣計算、智能家居和互聯(lián)領域等物聯(lián)網(wǎng)核心應用將會進一步推動半導體行業(yè)的未來發(fā)展。憑借在羅伊特林根和德累斯頓的半導體生產(chǎn)工廠，博世已經(jīng)為這些未來增長機遇做好了充分的準備：“我們在半導體行業(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)應用，還能夠不斷優(yōu)化芯片本身，”Harald Kröger說道。

博世：不斷增強市場競爭力

將硅或碳化硅晶圓轉(zhuǎn)化為半導體芯片，涉及到十分復雜的工業(yè)制造過程，生產(chǎn)周期可長達14周之久。經(jīng)過一系列化學和物理過程，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的半導體生產(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)勢互補關(guān)系。這將使博世進一步增強其市場競爭力。“半導體是所有電子系統(tǒng)的核心元件，同時還將數(shù)據(jù)變成了未來的原料。隨著半導體在行業(yè)領域中重要性的提升，我們希望不斷拓寬我們的制造業(yè)務，”Harald Kröger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*總額大的單筆投資。德累斯頓晶圓廠的無塵車間目前正在安裝相應設施。*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。