随着电动汽车(EV)行业的快速发展,碳化硅(SiC)技术已经成为推动汽车产业革新的关键力量。博世(Bosch)作为全球领先的汽车半导体供应商,凭借超过20年的SiC技术积累,正在为未来的电动汽车电气化铺设坚实的技术基础。
本文将带您深入了解博世的SiC技术创新,看看它如何提升电动汽车的性能、效率与可靠性,赋能未来的智能交通系统。
关键词:BOSCH博世,SiC技术,电动汽车
博世:技术积累与汽车经验的完美结合
博世通过结合深厚的汽车系统经验和领先的半导体技术,开发出针对电动汽车特定需求的SiC半导体解决方案。作为全球少数几家能够自主开发和制造SiC功率半导体的汽车供应商之一,博世不仅在汽车电子领域占据重要地位,还为全球汽车制造商提供高效的技术支持。
图片来源:BOSCH SiC技术白皮书
博世预计到2035年,每辆新车将集成超过40颗自研芯片,这将大幅提升汽车的智能化水平。自2019年以来,博世已将其业务拓展至外部市场,成为独立半导体供应商,直接向OEM厂商及供应链上下游销售SiC MOSFET。这一转型使博世在SiC技术领域更加灵活,能够为客户提供从标准方案到定制化设计的多样选择。
SiC技术:博世如何引领未来
博世的SiC技术路线图涵盖750V和1200V电压等级,持续推动创新。每2到2.5年推出一代新产品,博世在每一代产品中都实现了功率密度、开关特性和可靠性的显著提升。例如,博世的独创“双沟槽技术”将功率密度提升至新的水平,同时降低了通道电阻,为电动汽车等高性能应用提供更强劲的动力。
1200VSiC产品技术路线图,来源:BOSCH SiC技术白皮书
750VSiC产品技术路线图,来源:BOSCH SiC技术白皮书
这些技术的不断进步,不仅增强了SiC MOSFET的效率和性能,还提高了其在高温、高电流等严苛环境下的可靠性。博世的SiC技术,尤其是在短路鲁棒性方面的突破,使其能够满足电动汽车牵引逆变器等高电流、高寿命要求的应用。
双沟槽技术:提升可靠性与性能
博世的双沟槽MOSFET技术通过在每个沟槽两侧配置两个电子通道,相比传统的单通道架构,通道电阻减半,显著提高了功率密度和开关性能。这一创新使博世的SiC MOSFET在电动汽车电气系统中展现了卓越的可靠性,特别是在牵引逆变器等关键应用中,提供了稳定、长寿命的解决方案。
此外,博世通过精确控制栅极氧化层工艺,确保其SiC MOSFET能够在电动汽车的整个生命周期内稳定运行,为消费者提供安全、可靠的电动出行体验。
图片:博世的 SiC MOSFET 中栅氧化物的典型寿命、漏电流和阈值漂移。来源: BOSCH SiC技术白皮书
从150毫米到200毫米:技术升级与成本控制
SiC生产技术从150毫米晶圆过渡到200毫米晶圆,是博世在SiC领域的一大技术突破。通过采用更大尺寸的晶圆,博世不仅提高了每片晶圆的有效芯片数量,还降低了生产成本。这一过渡让博世在成本控制和产品性能优化方面迈出了重要一步,进一步提高了其在全球SiC市场的竞争力。
图片:150 毫米和 200 毫米 SiC 晶圆缺陷分析后的外延产量预测示例。
来源:BOSCH SiC技术白皮书
博世利用先进的缺陷表征工具,确保了200毫米晶圆的质量达到甚至超越150毫米晶圆的水平。这一成功的技术过渡为博世提供了更多的SiC产品,在满足市场需求的同时,也推动了全球电动汽车产业的技术进步。
全球制造与合作伙伴网络:确保供应链安全
博世的全球制造和合作伙伴网络为其SiC技术的成功奠定了基础。博世通过战略性地布局全球生产基地和测试中心,确保SiC产品的高质量标准和可靠供应。同时,博世与多家国际硅代工厂和外包半导体组装和测试服务商(OSATs)建立了紧密合作关系,进一步保障了供应链的安全性和稳定性。
在全球化的制造网络基础上,博世能够快速响应市场需求,为电动汽车产业提供高效、可靠的SiC解决方案。
博世与中国市场:战略合作伙伴关系
作为全球最大的汽车市场,中国与欧洲本土市场和美国增长市场并列,对博世至关重要。中国电动汽车市场的发展速度领先于世界任何其他地区,并在电气化方面树立了标杆。预计到2035年,中国道路上行驶的车辆中将有一半是纯电动汽车。博世已与几乎所有中国汽车制造商以及众多在中国运营的国际汽车公司建立了密切的合作关系。
例如,博世的SiC芯片被广泛应用于全球最大的电动汽车制造商比亚迪的供应链中,并在高端车型中占据重要地位。博世也是长城汽车(GWM)SiC产品的核心供应商。2022年,博世与长城汽车及其合作伙伴成立的合资企业芯动科技签署了长期SiC供货协议。小米首款汽车SU7的核心电驱动系统采用了博世的400 V电桥,其核心正是博世的碳化硅技术。
博世SiC产品组合:全面覆盖汽车应用
博世的SiC产品组合包括裸芯片、分立器件和功率模块,广泛应用于电动汽车的逆变器、DC/DC转换器、车载充电器等关键系统。博世的SiC MOSFET在不同电压等级下提供灵活的解决方案,帮助客户根据具体应用场景实现最佳的系统集成。
博世的产品不仅涵盖标准解决方案,还能够根据客户需求进行定制化设计,确保为电动汽车产业提供高效、可靠的SiC技术支持。
结语:博世赋能电动汽车产业的未来
博世凭借超过20年的SiC技术积累,持续创新的双沟槽技术、衬底质量控制,以及从150毫米到200毫米晶圆的成功过渡,已经成为汽车SiC半导体领域的领军企业。博世通过全面的产品组合、全球制造网络和在中国市场的战略布局,不仅推动了电动汽车产业的技术进步,还为全球汽车电气化提供了可靠的技术保障。
未来,博世将继续致力于技术创新,提供更加高效、可靠的SiC解决方案,为全球汽车产业的可持续发展赋能。
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