El uso de semiconductores de potencia basados en carburo de silicio permite reducir el tamaño del inversor de los vehículos eléctricos, incrementando la densidad de potencia, aumentando su eficiencia y cumpliendo con todas las normativas de seguridad existentes. De esta forma es posible aumentar el alcance de los vehículos eléctricos en comparación con la que se logra con la tecnología de silicio estándar. Actualmente, ya existen vehículos eléctricos producidos en serie que emplean semiconductores de SiC. Sin embargo, el precio de estos vehículos sigue siendo bastante elevado. Dos años después de que Bosch iniciará la producción de semiconductores a pequeña escala anuncia el inicio de la producción en volumen a partir de 2022.
El silicio es un semiconductor cuya conductividad se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas llamadas dopantes. Esta propiedad, junto con su abundancia en la naturaleza, han posibilitado el desarrollo y la aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica, incluidos los inversores de los vehículos eléctricos. Aplicado a la electrónica de potencia de los coches eléctricos, sus frecuencias de conmutación más rápidas y su mayor voltaje de funcionamiento hacen que los SiC se conviertan en una actualización muy importante sobre los semiconductores de silicio convencionales.
Las mejoras en la eficiencia del vehículo que se lograrán serán tan importantes como los avances en la tecnología de las baterías que buscan reducir el peso y el volumen de estas manteniendo su capacidad energética. Los semiconductores de potencia de carburo de silicio hacen un uso particularmente eficiente de la energía logrando reducir el consumo respecto a la electrónica convencional hasta en un 6 %.
Robot de procesamiento en las instalaciones de fabricación de obleas de semiconductores carburo de silicio de Bosch.
Sin embargo, para que una tecnología se considere implantada en un sector los proveedores deben poder ofrecerla a cualquier empresa que desee realizar un pedido. En este punto es en el que se encuentra actualmente Bosch: "Gracias al auge de la movilidad eléctrica, nuestra cartera está repleta de pedidos", asegura Harald Kroeger, miembro del consejo de administración de Robert Bosch. "Queremos convertirnos en un líder mundial en la producción de chips de SiC para la electromovilidad".
El anuncio de esta disponibilidad de producción se produce dos años después de que Bosch mantuviera entre sus programas de I+D el desarrollo de chips de SiC para llevarlos hasta la producción. Desde principios de 2021, la compañía ha estado fabricando semiconductores a pequeña escala utilizando un proceso de fabricación complejo. Estos chips han sido enviados a los fabricantes de automóviles con fines de validación.
La empresa francesa de investigación de mercado Yole Développement prevé que el mercado de SiC en su conjunto crecerá en promedio un 30 por ciento cada año hasta alcanzar los 2.500 millones de dólares en 2025. De ellos, la industria automotriz representará alrededor 1.500 millones de dólares.
Un chip semiconductor de carburo de silicio.
La compañía alemana producirá cientos de millones de semiconductores a partir de 2022. Bosch destinó 1.000 metros cuadrados de espacio adicional a la sala limpia en su fábrica de obleas en la planta de Reutlingen en 2021. A finales de 2023 ampliará otros 3.000 metros cuadrados adicionales.
Bosch no solo ha puesto en marcha sus propios procesos para crear los chips de SiC, sino que planea fabricarlos en obleas de 8 pulgadas en lugar de las obleas de 6 pulgadas actuales, lo que acelera la economía de escala de la tecnología. "Al producir en obleas más grandes, podemos fabricar significativamente más chips en una tanda de producción y así abastecer a más clientes", explica Kroeger.
