Полупроводниците от силициев карбид правят електрическите автомобили по-ефективни

• Харалд Крьогер: „Полупроводниците от силициев карбид осигуряват повече мощност за електродвигателите. За автомобилистите това означава увеличение на пробега от 6 процента. “
• Само Bosch е еднакво компетентен в автомобилната и полупроводниковата индустрия.
• С новата си полупроводникова инсталация в Дрезден Bosch засилва своята конкурентоспособност.

В наши дни във всички автомобили се влагат полупроводници. Има повече от 50 от тях във всяко превозно средство, което се слиза от производствената линия. Новите микрочипове, направени от силициев карбид (SiC), които Bosch е разработил, сега ще помогнат на електромобилността да направи голям скок напред. В бъдеще чиповете, направени от този изключителен материал, ще зададат темпото в силовата електроника – командният център за електрически и хибридни превозни средства. В сравнение с използваните досега силициеви чипове, SiC полупроводниците имат по-добра електрическа проводимост. Това дава възможност за по-високи честоти на превключване, като същевременно се гарантира, че много по-малко енергия се разсейва под формата на топлина.

Bosch произвежда новото поколение полупроводникови чипове в завода си в Ройтлинген, южно от Щутгарт. В този завод компанията произвежда по няколко милиона микрочипа всеки ден от десетилетия.

SiC: ускорител за електронна мобилност

Полупроводниците, направени от силициев карбид, поставят нови стандарти за скорост на превключване, загуба на топлина и размер. Всичко започва с допълнителни въглеродни атоми, които се въвеждат в кристалната структура на ултрачистия силиций, използван за производството на полупроводници. Създадената по този начин химическа връзка превръща полупроводниковите чипове в реални електроцентрали. Това означава много предимства за електрически и хибридни превозни средства. В силовата електроника те гарантират загубата на 50 процента по-малко енергия под формата на топлина. Това спестяване се превръща в по-ефективна мощност от електрониката и повече енергия за електродвигателя и следователно за обхвата на батерията. Водачите могат да карат 6 процента по-дълго с едно зареждане на батерията. По този начин Bosch се премахва една от спънките за потенциалните купувачи на електрически автомобили: почти един от всеки двама потребители (42%) се обявяват срещу закупуване на електрическо превозно средство, защото се страхуват, че батерията ще изчерпи, докато са на път. В Германия тази тревожност е още по-разпространена и засяга 69 процента от потребителите (източник: Finanz Automobile Barometer 2019 ). Освен това, производителите на автомобили могат да направят батерията по-малка за даден диапазон. Това намалява цената на най-скъпия компонент на електрическия автомобил, което от своя страна намалява цената на автомобила.

„Полупроводниците от силициев карбид ще трансформират електронната мобилност.“  – Харалд Крьогер, член на управителния съвет на Bosch

Причината е, че новата технология също предлага допълнителни потенциални ползи: много по-ниските топлинни загуби на чиповете, съчетани с тяхната способност да работят при много по-високи експлоатационни температури, означават, че производителите могат да намалят скъпото охлаждане на компонентите на силовия агрегат. Това оказва положително влияние върху теглото и цената на електрическите превозни средства.

Bosch: компетентност в автомобилната и полупроводниковата индустрия

С тази технология от силициев карбид, Bosch систематично разширява своето полупроводниково ноу-хау. В бъдеще компанията ще използва полупроводниците SiC в собствената си електроника. За своите клиенти това обединява най-доброто от двата свята, тъй като Bosch е единственият автомобилен доставчик, който също произвежда полупроводници. „Благодарение на нашето дълбоко разбиране на системите за електронна мобилност, ползите от технологията на силициевия карбид се вливат директно в развитието на компоненти и системи“, казва Крьогер. Като един от водещите производители на автомобилни полупроводници, Bosch използва това глобално уникално предимство от почти 50 години. В допълнение към силовите полупроводници, те включват микроелектромеханични системи (MEMS) и специфични за приложение интегрални схеми (ASIC).

Независимо дали във въздушните възглавници, обтегачите на коланите, системи за круиз контрол, сензори за дъжд или силови двигатели, в съвременните автомобилни технологии едва ли има област, която не разчита на микрочипове. През 2018 г. стойността на чиповете в среден автомобил беше около 370 долара (337 евро) (източник: ZVEI). Въпреки че тази сума нараства с 1 до 2 процента годишно за приложения, които не са свързани с инфотейнмънт, свързаност, автоматизация и електрификация, средно електрическото превозно средство има допълнителни полупроводникови чипове на стойност 450 долара (410 евро) на борда. Експертите прогнозират, че тази цифра ще се увеличи отново с около 1000 долара (910 евро) в резултат на автоматизирано шофиране. Това прави автомобилния пазар един от двигателите на растеж в сектора на полупроводниците. Освен това, ключови приложения в интернет на нещата, като изкуствен интелект, киберсигурност, интелигентните градове, компютърните изчисления, интелигентните домове и свързаната индустрия ще доведат до бъдещ растеж в областта. Със своите фабрики за полупроводници в Ройтлинген и Дрезден, Bosch е добре подготвен за тези разработки: „Нашето полупроводниково ноу-хау ни помага не само да разработваме нови автомобилни функции и приложения на IoT, но и да подобряваме непрекъснато самите чипове“, казва Крьогер.

Източник: BOSCH