Bosch-Einstieg in die SiC-Fertigung Alles aus einer Hand

Harald Kröger, Bosch: »Siliziumkarbid-Halbleiter bringen mehr Power in elektrische Antriebe. Für Autofahrer bedeutet das 6 Prozent mehr Reichweite.«

Als weltweit erster Tier 1 wird Bosch in Zukunft SiC-Leistungshalbleiter für den eigenen Bedarf fertigen. Das Unternehmen arbeitet derzeit in Reutlingen am Aufbau einer Pilot-Linie für 150-mm-SiC-Wafer.

Bosch wäre damit nach Infineon Technologies und STMicroelectronics der dritte große Hersteller von SiC-Leistungshalbleitern in Europa. Erste Kunden sollen bereits im nächsten Jahr Muster erhalten. »Siliziumkarbid-Halbleiter werden die Elektromobilität nachhaltig verändern«, versichert Bosch Geschäftsführer Harald Kröger.

Bosch macht sich mit diesem Schritt unabhängig von Zulieferern wie Infineon Technologies, Cree, STMicroelectronics oder Rohm Semiconductor und erhöht damit seine Wertschöpfung vor Ort. Bosch-Kunden werden in Zukunft komplette SiC-basierte Produkte aus einer Hand erhalten. Ein Beispiel dafür ist die von Bosch entwickelte eAchse, ein Produkt, das Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe zu einer kompakten Einheit kombiniert.

Die Entscheidung für den Einstieg in die SiC-Leistungshalbleiter-Fertigung fiel bei Bosch im letzten Jahr, nachdem sich das Unternehmen bereits einige Jahre in seiner zentralen Forschung und Vorausentwicklung mit SiC beschäftigt hatte. Über die genaue Anzahl seiner Patente im SiC-Bereich schweigt Bosch. Gemeinsam mit anderen Halbleiter-Herstellern arbeitet das Stuttgarter Unternehmen jedoch nach eigener Darstellung an neuen Verfahren, die eine noch effizientere Produktion der SiC-Leistungshalbleiter ermöglichen sollen.

Entscheidend für den Einstieg in die SiC-Produktion dürfte die Erkenntnis gewesen sein, dass das durch die eigene Produktion gestützte Wissen um die SiC-Leistungshalbleiter Bosch die Möglichkeit bietet, die spezifischen Vorteile von SiC in seinen Komplettsystemen voll zum Tragen zu bringen. Bosch sieht es als sein Alleinstellungsmerkmal, der einzige Automobilzulieferer zu sein, der sowohl Halbleiter als auch ganze Systeme im Auto beherrscht. Vor diesem Hintergrund sieht sich das Unternehmen in der Lage, Halbleiter-Lösungen für Probleme zu liefern, die andere Halbleiter-Hersteller noch gar nicht gesehen haben.

Dieses Potential zu heben und zu finanzieren sei nicht unerheblich, aber auf längere Sicht lohnenswert, so Bosch. Nach eigenen Angaben investierte das Unternehmen bislang einen dreistelligen Millionenbetrag in den Aufbau einer SiC-Fertigung am Standort Reutlingen. Von wem das Unternehmen seine SiC-Wafer bezieht, wollte Bosch auf Anfrage nicht beantworten.

Aufgrund ihrer geringen Verlustleistung eignen sich SiC-Leistungshalbleiter vor allem für Applikationen, in denen eine besonders hohe Energieeffizienz erforderlich ist. Ihre größten Vorteile spielen die SiC-Leistungshalbleiter bei hohen Temperaturen und hohen Betriebsspannungen wie im elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs aus. Eine Applikation wie die angesprochene eAchse mit einer skalierbaren Leistung von 50 bis 300 kW dürfte darum erste Wahl sein, wenn es um den hausinternen Einsatz der in Reutlingen produzierten SiC-Leistungshalbleiter geht. Neben Applikationen wie der eAchse sollen sie aber auch in Standalone-Leistungselektronik zum Einsatz kommen.

Vor dem Hintergrund, dass die Bosch-Schlüsselkunden die ersten Muster der Bosch-SiC-Leistungshalbleiter im nächsten Jahr erhalten sollen, ist nach bisheriger Einschätzung nicht davon auszugehen, dass vor 2022/23 Elektrofahrzeuge mit den entsprechenden Bosch-SiC-Leistungshalbleitern auf die Straße kommen. Zu diesem Zeitpunkt könnten dann in Reutlingen auch Überlegungen aufkommen, ob Bosch in Zukunft von 6- auf 8-Zoll-SiC-Wafer migrieren sollte. SiC-Pionier Cree hatte vor Kurzem angekündigt, in seiner neu zu errichtenden SiC-Leistungshalbleiter-Fab in Marcy, New York, ab 2022 mit dem Ramp-up der Produktion auf 200-mm-Wafern zu beginnen.