德國(guó)力士樂(lè)發(fā)力電動(dòng)車技術(shù)領(lǐng)域
德國(guó)羅伊特林根和德累斯頓——如今，所有汽車都配備了半導(dǎo)體。每一輛出廠汽車擁有超過(guò)50個(gè)半導(dǎo)體。博世新研發(fā)的新型碳化硅（SiC）微芯片將助力電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。未來(lái)，由這種非常規(guī)材料制成的芯片將電動(dòng)車和混合動(dòng)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(dǎo)電性，在實(shí)現(xiàn)更高的開關(guān)頻率的同時(shí)保持更低的熱損耗。“碳化硅半導(dǎo)體為電機(jī)提供更多動(dòng)力。對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)，這意味著車輛續(xù)航里程能夠增加6%。”博世集團(tuán)董事會(huì)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(dǎo)體芯片。該工廠數(shù)十年來(lái)每日平均生產(chǎn)交付的微芯片超過(guò)幾百萬(wàn)個(gè)。
碳化硅：電動(dòng)車發(fā)展的助推器
碳化硅半導(dǎo)體為芯片的開關(guān)速度、熱損耗和尺寸大小設(shè)立了新的行業(yè)基準(zhǔn)。這一切都?xì)w功于一些額外的碳原子，這些碳原子被引入生產(chǎn)半導(dǎo)體的超純硅晶體結(jié)構(gòu)中。以這種方式產(chǎn)生的化學(xué)鍵能夠讓半導(dǎo)體芯片變成真正的動(dòng)力源。這一新型半導(dǎo)體材料在電動(dòng)車和混合動(dòng)力車中應(yīng)用之后，其優(yōu)勢(shì)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(jī)提供更多動(dòng)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(dòng)車?yán)m(xù)航里程提高6%。通過(guò)這種方式，博世有助于減少潛在電動(dòng)車購(gòu)買者的里程焦慮：近二分之一的消費(fèi)者（42%）因?yàn)閾?dān)心電池會(huì)在駕駛途中耗盡而決定不購(gòu)買電動(dòng)車。在德國(guó)，這一擔(dān)憂則更為普遍，甚至影響了69％的消費(fèi)者（來(lái)源：Consors Finanz Automobile Barometer 2019）。換句話說(shuō)，汽車制造商能夠以更小尺寸的電池實(shí)現(xiàn)同等的續(xù)航里程，降低電池這一電動(dòng)車為昂貴的零部件成本，從而降低汽車的價(jià)格。“碳化硅半導(dǎo)體將改變電動(dòng)車行業(yè)。”Harald Kröger補(bǔ)充道。原因在于碳化硅的應(yīng)用還能進(jìn)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(yùn)作，意味著汽車制造商能夠節(jié)省在車輛動(dòng)力總成系統(tǒng)組件冷卻上所耗費(fèi)的高昂成本。這對(duì)電動(dòng)車的車身重量和生產(chǎn)成本均會(huì)產(chǎn)生積極影響。
博世：集半導(dǎo)體和汽車產(chǎn)業(yè)雙邊優(yōu)勢(shì)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的專業(yè)技能。博世未來(lái)將在自制功率電子器件中使用碳化硅芯片。對(duì)客戶而言，博世是一家能夠集合半導(dǎo)體生產(chǎn)和汽車零部件供應(yīng)雙邊優(yōu)勢(shì)的企業(yè)。Harald Kröger說(shuō)：“基于我們對(duì)電動(dòng)車系統(tǒng)已有的深入了解，碳化硅技術(shù)的優(yōu)勢(shì)能直接應(yīng)用于我們零部件和系統(tǒng)的研發(fā)。”作為汽車半導(dǎo)體的制造商之一，博世在這一領(lǐng)域擁有超過(guò)50年經(jīng)驗(yàn)和*優(yōu)勢(shì)。除功率半導(dǎo)體外，博世半導(dǎo)體還包括微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和集成電路（ASICs）。
無(wú)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(dòng)力總成，現(xiàn)代汽車技術(shù)中幾乎沒(méi)有一個(gè)領(lǐng)域不需要微芯片。 2018年，一輛普通汽車中芯片的價(jià)值約為370美元（約合337歐元）（來(lái)源：ZVEI）。與車載信息娛樂(lè)、智能網(wǎng)聯(lián)、自動(dòng)化和電氣化無(wú)關(guān)的應(yīng)用所需芯片價(jià)值每年以1%到2%的速度增長(zhǎng)，平均而言，一輛電動(dòng)車上的附加半導(dǎo)體芯片價(jià)值約450美元（約合410歐元）。據(jù)，這一數(shù)值還將隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展而進(jìn)一步提升約1000美元（約合910歐元）。由此，汽車市場(chǎng)將成為半導(dǎo)體行業(yè)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力之一。此外，諸如人工智能、網(wǎng)絡(luò)安全、智慧城市、邊緣計(jì)算、智能家居和互聯(lián)領(lǐng)域等物聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的未來(lái)發(fā)展。憑借在羅伊特林根和德累斯頓的半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠，博世已經(jīng)為這些未來(lái)增長(zhǎng)機(jī)遇做好了充分的準(zhǔn)備：“我們?cè)诎雽?dǎo)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(yīng)用，還能夠不斷優(yōu)化芯片本身，”Harald Kröger說(shuō)道。
博世：不斷增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力
將硅或碳化硅晶圓轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體芯片，涉及到十分復(fù)雜的工業(yè)制造過(guò)程，生產(chǎn)周期可長(zhǎng)達(dá)14周之久。經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)和物理過(guò)程，晶圓會(huì)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(jìn)的半導(dǎo)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(lái)生產(chǎn)半導(dǎo)體相比，300毫米晶片能夠產(chǎn)生更多的芯片，即可以實(shí)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(shì)互補(bǔ)關(guān)系。這將使博世進(jìn)一步增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。“半導(dǎo)體是所有電子系統(tǒng)的核心元件，同時(shí)還將數(shù)據(jù)變成了未來(lái)的原料。隨著半導(dǎo)體在行業(yè)領(lǐng)域中重要性的提升，我們希望不斷拓寬我們的制造業(yè)務(wù)，”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(wú)塵車間目前正在安裝相應(yīng)設(shè)施。*員工計(jì)劃于2020年春季開始工作。博世將在該工廠實(shí)現(xiàn)碳中和。
