Bosch commence la production en série de puces SiC

Après plusieurs années de recherches, Bosch se lance dans la production en série de semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC) fabriqués à partir de ce matériau innovant afin d’approvisionner les constructeurs automobiles du monde entier.

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Technologie

( Photo: Bosch )

ENGINEERINGNET.BE - La demande en semi-conducteurs de puissance à base de carbure de silicium ne cesse d’augmenter dans le monde entier. La société d’études de marché et de conseil Yole estime que le marché du carbure de silicium devrait augmenter de 30 % en moyenne par an jusqu’en 2025 pour atteindre plus de 2,5 milliards de dollars. Avec près de 1,5 milliards de dollars, le marché automobile des SiC devrait se tailler la part du lion.

Harald Kroeger, membre du Directoire de Robert Bosch: «Les semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium utilisent l’énergie de manière particulièrement efficace. Ce matériau présente de réels avantages pour certaines applications gourmandes en énergie telles que l’électromobilité.»

Dans l’électronique de puissance des véhicules électriques, les puces en carbure de silicium permettent aux automobilistes de rouler beaucoup plus longtemps avec une charge de batterie, soit en moyenne près de 6 % de plus qu’avec leurs équivalents en silicium pur. Afin de pouvoir répondre à la demande sans cesse croissante de semi-conducteurs, la superficie de la salle blanche de la Waferfab de Bosch à Reutlingen a déjà été augmentée de 1.000 m² en 2021. 3.000 m² supplémentaires seront ajoutés d’ici fin 2023.

Les lignes de production ultramodernes qui y seront installées permettront de fabriquer les semi-conducteurs en carbure de silicium selon les processus développés en interne. À l’avenir, l’entreprise (à ce moment le seul équipementier automobile à produire ses propres puces en carbure de silicium) prévoit de fabriquer les semi-conducteurs sur des tranches de 200 millimètres.

Comparé aux tranches de 150 millimètres de diamètre actuellement utilisées, elles permettront de réaliser des économies d’échelle non négligeables. En effet, il faut plusieurs mois pour qu’une tranche passe par plusieurs centaines de phases sur un nombre considérable de machines. « Produire sur des tranches plus grandes nous permet de fabriquer davantage de puces au cours du même processus de fabrication et par conséquent de livrer un plus grand nombre de clients », explique Harald Kroeger.

CONTEXTE
Le secret des performances uniques des puces SiC réside dans un minuscule atome de carbone. Intégré dans la structure cristalline du silicium de haute pureté habituellement utilisé pour la fabrication des semi-conducteurs, il confère à cette matière première des propriétés physiques particulières. En effet, les semi-conducteurs en carbure de silicium permettent des fréquences de commutation plus élevées par rapport aux puces en silicium. Les pertes d’énergie sous forme de chaleur sont également réduites de moitié, ce qui permet d’augmenter l’autonomie des voitures électriques.

Ces puces sont également intéressantes pour les circuits de 800 volts puisqu’elles permettent une recharge plus rapide et de meilleures performances. Les puces SiC dégageant par ailleurs beaucoup moins de chaleur, il est également possible de diminuer le coût du refroidissement de l’électronique de puissance. Au-delà du poids, c’est un moyen supplémentaire de faire baisser le coût des véhicules électriques.