Après plusieurs années de développement, Bosch vient de débuter la production à grande échelle de semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC). Poursuivant en parallèle, le développement de semi-conducteurs et l'extension des capacités de production déjà en cours.
Le démarrage de la production de semi-conducteurs SiC n'est pas une réaction à la pénurie actuelle de puces, mais est dû à la tendance à l'électromobilité : les semi-conducteurs à base de carbure de silicium sont plus efficaces que ceux fabriqués à partir d'autres substrats.
Installés dans l'électronique de puissance d'un système d'entraînement électrique, par exemple, l'efficacité plus élevée des semi-conducteurs augmente l'autonomie du véhicule électrique sans avoir à installer une batterie plus grande. De plus, des procédés de charge plus rapides deviennent possibles.
Il y a deux ans, Bosch avait déjà annoncé qu'il se lancerait dans la production de puces SiC et qu'il poursuivrait leur développement. Jusqu'à présent, l’équipementier fabriquait des semi-conducteurs en silicium plus conventionnels sur son site de Reutlingen.
« L'avenir des semi-conducteurs en carbure de silicium est prometteur. Nous voulons devenir un leader mondial dans la production de puces SiC pour l'électromobilité », déclare Harald Kröger, membre du conseil d'administration de Bosch.
Les puces SiC produites via des procédés de fabrication « très complexes » développés en interne sont déjà fabriquées depuis le début de l'année sous forme d'échantillons pour être testées et validées par les clients.
Le fournisseur n'a pas à se soucier des ventes de la production en série qui démarre maintenant. « Nos carnets de commandes sont pleins, grâce à l'essor de l'électromobilité », explique Kröger.
Pour cette raison, une nouvelle extension des capacités est déjà prévue : à l'avenir, Bosch dit vouloir augmenter la capacité de production de semi-conducteurs de puissance SiC à un nombre d'unités de l'ordre du million, doté de trois chiffres.
L’extension devrait être réalisée principalement sur le site de Reutlingen, où la zone de salle blanche est déjà en cours d'extension. Déjà au cours de 2021, 1 000 mètres carrés ont été ajoutés et d'ici la fin de 2023, le Bosch Waferfab doit être agrandi de 3 000 mètres carrés supplémentaires.
Bosch a ouvert sa nouvelle usine de semi-conducteurs à Dresde cet été. Si des puces pour l'industrie automobile, entre autres, y sont produites à base de wafers de 300 millimètres (au lieu des wafers de 150 ou 200 millimètres de Reutlingen), celles-ci ne sont pas à base de carbure de silicium.
Les semi-conducteurs SiC ont une conductivité plus élevée et permettent des fréquences de commutation plus élevées par rapport aux puces silicium. De plus, seulement la moitié de l'énergie est perdue sous forme de chaleur, ce qui augmente l'autonomie des voitures électriques.
Étant donné que moins de chaleur est émise et que les composants SiC peuvent également fonctionner à des températures plus élevées, le système de refroidissement de l'électronique de puissance peut être plus petit. Cela permet non seulement d'économiser de l'énergie directement, mais peut également réduire le poids et les coûts grâce aux systèmes de refroidissement plus compacts.
Bosch souhaite avoir achevé le développement de la deuxième génération de puces SiC dans les prochains mois pour une production en série dès 2022, ce qui devrait encore augmenter l'efficacité.
Le travail de développement est financé par le ministère fédéral allemand de l'économie et de la technologie dans le cadre de l'IPCEI Microelectronics. Indépendamment de cela, Bosch dirige également la mise en place d'une chaîne d'approvisionnement européenne SiC dans le cadre du projet « Transform » .
Dans le cas des semi-conducteurs SiC, Bosch envisage de fabriquer les puces sur des plaquettes de 200 millimètres. Les tranches de 150 millimètres étant jusqu'à présent la norme pour les semi-conducteurs SiC, l'objectif est de réaliser « des économies d'échelle importantes qui ne doivent pas être sous-estimées ». La logique est simple : il faut plusieurs mois à une plaquette pour franchir les centaines d'étapes du processus. « En produisant sur des plaquettes plus grandes, nous pouvons fabriquer beaucoup plus de puces en un seul cycle de production et ainsi fournir plus de clients », explique Kröger.
Sources : Bosch
Après plusieurs années de développement, Bosch vient de débuter la production à grande échelle de semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC). Poursuivant en parallèle, le développement de semi-conducteurs et l'extension des capacités de production déjà en cours.
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