Effizienzsprung bei Halbleitern: Bosch führt dritte SiC-Chip-Generation ein

Stuttgart – Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) sind der Schlüssel, um Elektroautos effizienter zu machen und ihre Reichweite zu erhöhen. Bosch treibt die Entwicklung nun entscheidend voran: Das Unternehmen hat mit der Einführung von Siliziumkarbid-Chips der dritten Generation begonnen und beliefert weltweit agierende Automobilhersteller mit Mustern. Heißt: Immer mehr E-Fahrzeuge werden künftig mit modernsten SiC-Chips der dritten Generation von Bosch ausgestattet sein. „Siliziumkarbid-Halbleiter sind die zentralen Taktgeber der Elektromobilität. Sie steuern den Energiefluss und machen ihn so effizient wie möglich. Mit unserer neuen SiC-Chip-Generation bauen wir unsere Technologieführerschaft in diesem Feld konsequent aus und helfen unseren Kunden, noch leistungsfähigere und effizientere Elektrofahrzeuge auf die Straße zu bringen“, sagt Markus Heyn, Bosch-Geschäftsführer und Vorsitzender des Unternehmensbereichs Bosch Mobility.

Unsere Ambition ist klar: Wir wollen eine weltweit führende Position unter den Herstellern von SiC-Chips einnehmen,

sagt Markus Heyn, Bosch-Geschäftsführer und Vorsitzender des Unternehmensbereichs Bosch Mobility

Damit positioniert sich Bosch in einem stark wachsenden Zukunftsmarkt. Analysen des Marktforschungs- und Beratungsunternehmens Yole Intelligence* prognostizieren, dass der globale Markt für SiC-Leistungshalbleiter von 2,3 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf rund 9,2 Milliarden US-Dollar bis 2029 ansteigen wird, angetrieben vor allem durch die Elektromobilität.

Milliarden-Investitionen in globales Fertigungsnetzwerk

Siliziumkarbid-Halbleiter schalten deutlich schneller und effizienter als herkömmliche Silizium-Chips. Sie reduzieren Energieverluste und ermöglichen eine höhere Leistungsdichte in der Elektronik. Die neue Halbleiter-Generation von Bosch bringt dabei nicht nur einen technologischen, sondern auch einen wirtschaftlichen Vorteil. „Unsere neue Chip-Generation liefert eine um 20 Prozent höhere Performance und ist dabei gleichzeitig deutlich kleiner als die Vorgängergeneration“, führt Heyn aus. „Diese Miniaturisierung ist der Schlüssel zu mehr Kosteneffizienz, da wir deutlich mehr Chips pro Wafer produzieren können. Damit leisten wir einen entscheidenden Beitrag, Hochleistungselektronik breiter verfügbar zu machen.“ Seit dem Start der ersten Generation im Jahr 2021 hat Bosch weltweit bereits mehr als 60 Millionen SiC-Chips ausgeliefert.

Bosch hat in den vergangenen Jahren seine Entwicklungsarbeit für SiC-Chips vorangetrieben und gleichzeitig seine Fertigungs- und Reinraumkapazitäten erhöht. Das Unternehmen hat im Rahmen der europäischen IPCEI-Förderprogramme (Important Projects of Common European Interest) für Mikroelektronik und Kommunikationstechnologie rund drei Milliarden Euro in Halbleiter investiert. Entwicklung und Produktion der dritten Generation SiC-Chips finden im Halbleiter-Werk in Reutlingen auf modernen 200-Millimeter-Wafern statt. Im September 2023 hat Bosch ein zweites Werk für die SiC-Chip-Fertigung in Roseville, Kalifornien (USA), übernommen und rüstet es derzeit mit modernsten, hochkomplexen Produktionsanlagen aus. In das US-Werk investiert das Unternehmen zusätzlich rund 1,9 Milliarden US-Dollar. Erste SiC-Chips sollen hier noch im laufenden Jahr gefertigt und ausgeliefert werden – zunächst als Muster für Erprobungen bei Kunden. „Künftig werden die innovativen SiC-Halbleiter aus zwei Bosch-Werken in Deutschland und den USA geliefert“, sagt Markus Heyn. Dies sorge insbesondere für robustere und resilientere Lieferketten in der stark wachsenden Elektrifizierung der Automobilindustrie. Mittelfristig will Bosch die Fertigungskapazität von SiC-Leistungshalbleitern auf eine Stückzahl im mittleren dreistelligen Millionenbereich erhöhen.

Einzigartiger „Bosch-Prozess“ als Schlüssel zum Erfolg

Um die Chips kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger zu machen, nutzt Bosch ein einzigartiges Fertigungs-Know-how. Das Unternehmen adaptierte seinen seit 1994 bekannten und branchenweit als „Bosch-Prozess“ etablierten Ätzprozess. Ursprünglich für Sensoren entwickelt, ermöglicht dieses Verfahren die Herstellung hochpräziser vertikaler Strukturen im Siliziumkarbid. Diese Bauweise steigert die Leistungsdichte der Chips erheblich – ein entscheidender Faktor für die überlegene Performance der dritten Generation.

_{*Power SiC 2024 report, Yole Intelligence, 2024}