Der Technologiekonzern Bosch baut seine Halbleiterfabrik in Reutlingen aus. Die neuen Chips werden nicht zuletzt in E-Autos eingesetzt. Was ist so besonders an Siliziumkarbid-Halbleiter?
Stuttgart - Bosch startet die Serienproduktion von Halbleitern aus Siliziumkarbid (SiC) in Reutlingen. Insgesamt 150 Millionen Euro wird der Technologiekonzern – jeweils 50 Millionen Euro in den Jahren 2021, 2022 und 2023 – in das Projekt investieren. 150 Experten rund um den Bereich Halbleiter werden gesucht. Doch was ist das Besondere an diesen speziellen Halbleitern?
Jedes moderne Auto benötigt Halbleiter. In Steuergeräten regeln sie Antrieb und Fahr- sowie Bremsverhalten. Zudem steuern sie Airbags und Assistenzsysteme. Mehr als 50 solcher elektronischen Winzlinge stecken nach früheren Bosch-Angaben in einem Fahrzeug. Die Siliziumkarbid-Chips, die Bosch künftig in Serie fertigt, sind besonders „leistungsstark und extrem effizient“, teilt der Technologiekonzern mit.
Was die Winzlinge besser können
Die Folge: Werden diese elektronischen Winzlinge etwa in der Leistungselektronik eines E-Autos eingesetzt – einer Schlüsselkomponente des elektrischen Antriebs –, fährt der Stromer mit einer Batterieladung im Schnitt sechs Prozent weiter als wenn herkömmliche Chips verbaut sind, heißt es bei Bosch. „Mit Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid lässt sich vorhandene Energie besonders effizient nutzen“, erläutert Bosch-Geschäftsführer Harald Kröger.
Unterstützung für das Projekt findet der Konzern beim Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Mikroelektronik-Programms mit der Abkürzung IPCEI. „Mit unserer Förderung tragen wir bereits seit mehreren Jahren dazu bei, die Halbleiterproduktion in Deutschland zu etablieren“, sagt der geschäftsführende Wirtschaftsminister Peter Altmaier. Dies sei ein „weiterer Schritt in Richtung größerer Unabhängigkeit auf diesem zentralen Feld der Digitalisierung“. Insgesamt wird Bosch aus diesem Mikroelektronik-Programm mit 200 Millionen Euro unterstützt. Der größte Teil davon ist aber für die vor kurzem eröffnete Bosch-Chipfabrik in Dresden bestimmt.
Ein Wachstumsmarkt
Nach Ansicht von Bosch-Geschäftsführer Kröger haben Chips aus Siliziumkarbid eine große Zukunft. Er verweist dabei auf eine Studie des Marktforschungsunternehmens Yole. Demnach wird der Markt für diese Technologie bis 2025 im Schnitt um 30 Prozent jährlich auf dann 2,5 Milliarden Dollar (2,2 Milliarden Euro) wachsen. 60 Prozent davon sollen auf den Automarkt entfallen. Bosch will „weltweit führend bei der Herstellung von SiC-Chips für die Elektromobilität werden“, so Kröger. „Unsere Auftragsbücher sind voll“. Geplant ist, dass Bosch künftig die Fertigungskapazität dieser Halbleiter auf eine Stückzahl im dreistelligen Millionenbereich erhöht.
Um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen, hat der Konzern eigene, hochkomplexe Fertigungsverfahren entwickelt, mit denen diese speziellen Halbleiter seit Anfang 2021 zunächst als Muster für Erprobungen bei Kunden produziert wurden. Die Reinraumfläche im Werk Reutlingen wurde dafür bereits im vergangenen Jahr um 1000 Quadratmeter erweitert. Bis Ende 2023 sollen weitere 3000 Quadratmeter Reinraum hinzukommen.
Mehr Output dank größerer Wafer
Um die Effizienz in der Produktion zu steigern, will Bosch künftig die Chips auf größeren Siliziumscheiben – den sogenannten Wafern – herstellen. Üblich sind derzeit Wafer mit einem Durchmesser von 150 Millimetern; künftig sollen es 200 Millimeter sein. „Durch die Produktion auf größeren Wafern können wir in einem Fertigungsdurchlauf deutlich mehr Chips herstellen und somit auch mehr Kunden beliefern“, sagt Bosch-Geschäftsführer Kröger. Dieser Skaleneffekt ist nicht zu unterschätzen. Schließlich dauere es mehrere Monate, um die Chips herzustellen. Die Wafer durchlaufen dafür mehrere hundert Prozessschritte in vielen unterschiedlichen Maschinen, heißt es bei Bosch.