Bosch setzt auf Wide-Bandgap-Halbleiter Siliziumkarbid sorgt für Schub in Elektromobilität

Bosch produziert die neue Generation der Halbleiterchips aus Siliziumkarbid im 40 Kilometer südlich von Stuttgart gelegenen Werk Reutlingen.
Bosch produziert die neue Generation der Halbleiterchips aus Siliziumkarbid im 40 Kilometer südlich von Stuttgart gelegenen Werk Reutlingen.

Neue Mikrochips aus Siliziumkarbid von Bosch sollen die Elektromobilität vorantreiben. Der Zulieferer produziert die neue Generation der Halbleiterchips im Werk Reutlingen.

Halbleiter aus Siliziumkarbid setzen bei Schaltgeschwindigkeit, Wärmeverlusten und Baugröße Maßstäbe. Alles beginnt mit zusätzlichen Kohlenstoff-Atomen, die in die Kristallstruktur des sonst zur Herstellung von Halbleitern eingesetzten hochreinen Silizium eingebracht werden. Die so entstehende chemische Verbindung bringt insbesondere für den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen viele Vorteile. In der Leistungselektronik sorgen sie dafür, dass 50 Prozent weniger Energie in Form von Wärme verloren geht. Umso effizienter kann die Leistungselektronik arbeiten und umso mehr Energie steht für den Antrieb und damit die Reichweite zur Verfügung. Mit einer Batterieladung können Autofahrer so sechs Prozent weiter fahren. Damit begegnet Bosch einem der größten Kaufhindernissen für Elektroautos: Nahezu jeder zweite Konsument (42 Prozent) kauft sich kein E-Fahrzeug, aus Angst, der Strom könnte unterwegs ausgehen. In Deutschland trifft das sogar auf 69 Prozent der Konsumenten zu (Quelle: Consors Finanz Autobarometer 2019). »Siliziumkarbid-Halbleiter bringen mehr Power in elektrische Antriebe. Für Autofahrer bedeutet das sechs Prozent mehr Reichweite«, betont Bosch-Geschäftsführer Harald Kröger.

Alternativ können Automobilhersteller bei einer gegebenen Reichweite die Batterie verkleinern. Dadurch lassen sich die Kosten für die teuerste Komponente eines Elektroautos senken, was wiederrum den Preis der Fahrzeuge reduziert.

Für die Zukunft bringen die Siliziumkarbid-Halbleiter weitere Einsparpotenziale. Durch die geringeren Wärmeverluste der Chips und weil sie zudem bei deutlich höheren Betriebstemperaturen arbeiten, lässt sich die aufwendige Kühlung der Antriebskomponenten reduzieren. Das wirkt sich wiederum positiv auf Gewicht und Kosten von Elektrofahrzeugen aus.

Eigene Halbleiterfertigung

Bosch setzt die SiC-Halbleiter künftig in eigenen Leistungselektroniken ein. Der Nutzer profitiert davon, dass der Automobilzulieferer die Halbleiter auch selber produziert. »Dank unseres tiefen Systemverständnisses in der Elektromobilität fließen die Vorteile der Siliziumkarbid-Technologie direkt in die Entwicklung von Komponenten und Systemen ein«, ist Kröger überzeugt. Das zahlt sich aus, denn der Automobilmarkt gehört zu den Wachstumstreibern im Halbleitergeschäft. Egal ob Airbags, Gurtstraffer, Tempomat, Regensensor oder Antriebsstrang – es gibt kaum einen Bereich in der modernen Automobiltechnik, der ohne Mikrochips auskommt. 2018 betrug der Wert der Chips in einem Auto durchschnittlich rund 337 Euro (Quelle: ZVEI). Während dieser Betrag für Anwendungen jenseits von Infotainment, Vernetzung, Automatisierung und Elektrifizierung jährlich um ein bis zwei Prozent wächst, hat ein Elektrofahrzeug zusätzlich Halbleiterchips für durchschnittlich 410 Euro an Bord. Experten gehen davon aus, dass sich dieser Wert durch das automatisierte Fahren nochmals um rund 910 Euro erhöht.