在万众瞩目的北京车展上,博世集团携重磅新品——第三代碳化硅芯片正式亮相,同步宣布该芯片已逐步向全球汽车制造商提供样片,再度彰显其在汽车功率半导体领域的技术引领地位。作为全球汽车技术供应商的领军者,博世此次发布的第三代碳化硅芯片,聚焦性能升级与场景拓展,为新能源汽车高效化、高压化发展注入新动能。

展会期间,博世功率半导体亚太区负责人Bruno Schuster在博世汽车电子半导体展台接受专访,深入解读了第三代碳化硅芯片的技术优势、发展规划、中国布局及供应链战略,全面展现博世以核心技术赋能全球电动化转型的决心与实力。

01 第三代沟槽技术:多维度性能突破,适配高端电动化需求


Bruno Schuster表示,博世的第一代和第二代碳化硅芯片均基于沟槽型设计及工艺开发,第三代产品在第二代8英寸沟槽碳化硅的基础上,持续深耕沟槽技术路径,并在关键工艺上实现了突破与升级。他指出:“博世在沟槽刻蚀技术上不断精进,对整体器件进行了增强型设计,最终实现了性能与短路鲁棒性的最优平衡,达成多维度同步提升。”

具体来看,第三代碳化硅芯片的比导通电阻相比第二代会降低20%左右短路耐受时间则提升10%至20%,这两项核心参数的优化,能够有效助力客户将动力更强、效率更高的电动汽车推向市场。

Bruno Schuster强调,该芯片在更高功率场景下可实现对整体电路的有效保护,在更高开关速度和电流密度下,开关性能也能同步提升。此外,针对1000伏高压平台应用,以及14安培每平方毫米的极端电流密度需求,该芯片可显著提升系统散热能力,进一步拓展了应用边界。

由此看来,第三代碳化硅芯片并非单一参数的升级,而是在第二代优秀性能基础上的全面突破,能够更好地适配新能源汽车向高端化、高效化升级的发展趋势。

02

技术路线坚守:沟槽工艺引领未来,博世经验奠定核心优势


面对行业内“沟槽技术不太成熟”的普遍认知,Bruno Schuster明确指出,这种观点存在明显偏差,博世作为全球沟槽工艺的先行者,在该领域拥有深厚的技术积累和丰富的实践经验。

他介绍说:“早在20世纪90年代,博世就已将沟槽工艺应用于MEMS传感器结构中,积累了扎实的技术功底;在碳化硅芯片领域,博世第一代产品便采用沟槽设计并实现量产。”自2021年投产以来,博世已在全球交付超过6000万颗基于沟槽工艺的车规碳化硅芯片,市场反馈与产品表现均获得客户广泛认可,充分证明了博世沟槽工艺的可靠性与优越性。

他进一步强调,从技术迭代趋势来看,平面栅技术在比导通电阻等核心参数上已接近极限,未来任何厂商要实现长期技术突破,沟槽型设计和工艺都将是唯一选择。为实现“芯片面积缩小与性能提升”的双重目标,博世充分发挥自身制造专长,采用自1994年起便获得业内广泛认可的“博世工艺”(Bosch process)。这种最初为传感器开发的沟槽刻蚀技术,能够在碳化硅中构建高精度垂直结构,大幅提升芯片功率密度,这也是博世碳化硅芯片在800V高压应用场景中展现卓越性能的关键因素。

据了解,博世正通过持续的工艺优化,进一步巩固沟槽技术优势,引领全球碳化硅芯片技术向更高水平迭代,而这一技术路线的坚守,也与全球碳化硅产业向大尺寸、高性能升级的趋势高度契合。

03

超级结技术布局:分步推进迭代,聚焦高压高频核心场景


针对博世计划在2031年前实现碳化硅超级结量产的规划,Bruno Schuster表示,超级结技术作为影响未来碳化硅行业技术演进的重要方向,是博世未来研发的重点领域,但博世将采取分步推进的策略,不会急于求成,而是循序渐进实现技术突破,最终将技术优势转化为性价比优势。

他详细介绍了博世碳化硅技术的迭代路径:第三代芯片在第二代基础上实现多维度性能提升,此后,博世预计在2029年左右推出第四代基于沟槽工艺的碳化硅芯片,暂不采用超级结技术,但比导通电阻将在第三代基础上再降低20%;在此基础上,第五代芯片将实现比导通电阻额外40%的优化,届时将考虑引入超级结技术。

从应用场景来看,他指出:“博世碳化硅芯片的核心应用领域仍聚焦于汽车主驱逆变器,同时将适配高压平台升级趋势,重点布局800V向1000V升级的高压场景。”

他观察到,当前市场已出现明确的高压需求,例如比亚迪已推出1000伏平台车型,对1400至1500伏碳化硅器件存在实际需求,未来其他汽车厂商也将陆续推出超过800伏、1000伏的高压平台,同时更高功率充电场景也将产生1000伏及以上的碳化硅器件需求。

此外,博世也考虑将碳化硅芯片拓展至OBC车载充电机、DC/DC直流转换及数据中心,固态变压器等高频应用场景,进一步扩大产品应用范围,契合未来高压化、高频化的发展趋势。

他说:“结合行业发展现状来看,超级结技术的落地将进一步突破碳化硅芯片的性能极限,助力博世在高端功率半导体领域持续保持领先。”

04

量产升级:全面切换8英寸产能,良率与规模效应双突破


随着碳化硅芯片量产向8英寸切换成为行业趋势,针对6英寸向8英寸迁移过程中面临的设备适配、质量控制等挑战,Bruno Schuster给出了明确回应。他指出,8英寸产能切换的核心关键在于衬底质量与器件端质量两大指标,博世在6英寸碳化硅衬底生产过程中,已积累了丰富的缺陷控制经验,结合新一代设备的导入与高度自动化生产,能够有效发现和控制8英寸衬底的缺陷问题,保障衬底质量稳定。

在制造工艺方面,他强调,博世目前在8英寸碳化硅芯片的产能切换上取得了超出预期的进展,良率控制水平优于规划,晶圆均匀性也实现了显著提升。这种突破不仅能够保障产品质量稳定,更能为汽车市场带来显著的规模经济效应,有效降低单位芯片制造成本——相较于6英寸晶圆,8英寸晶圆单片可切割的芯片数量提升超70%,能大幅降低单位芯片制造成本,同时在电流密度、散热效率上更具优势,完美适配汽车电子对高功率、高可靠性的需求。

关于6英寸与8英寸产能的平衡问题,他明确表示,2026年是博世实现从6英寸到8英寸全面切换的关键年份,其中2026年第一季度已在全球范围内完成切换,目前德国和美国的工厂均已基于8英寸产能向客户交付产品。这一全面切换,标志着博世在碳化硅芯片量产规模与技术水平上实现了新的跨越,能够更好地满足全球汽车制造商日益增长的产能需求,同时为后续技术迭代与成本优化奠定坚实基础。

05

深耕中国:本土布局升级,收获市场高度认可


作为全球最大的新能源汽车市场,中国市场是博世碳化硅业务的核心布局区域之一。Bruno Schuster详细介绍了博世针对中国本土市场的三大举措,彰显了其深耕中国的决心。首先,博世在中国拥有完善的工程团队,无论是技术能力还是响应速度,都能完美匹配国内客户的差异化需求;其次,博世已在苏州建立碳化硅功率模块生产线,涵盖后道封装模块线及测试中心,配备本土项目团队负责交付与客户支持,实现本地化服务闭环;此外,博世在上海组建了专门的碳化硅功率半导体研发团队及测试实验室,聚焦本土新能源汽车市场需求,提供敏捷的技术支持。

这种“全球芯片供应+本土模块制造+本地研发验证”的组合方案,让博世能够与中国本土主流汽车制造商及先进衬底供应商展开深度协同,显著缩短从样片到量产的转化周期,共同定义未来高效出行的技术标准。

据悉,博世在苏州的产业布局已进一步升级,其新能源汽车二期项目已完成投产前验收,将进一步完善“新能源核心部件+智能驾驶+智能物流”的产业布局,为本土碳化硅业务发展提供更强支撑。

针对中国市场对博世产品的认可程度及销售情况,Bruno Schuster表示,凭借全球累计交付超过6000万颗碳化硅芯片的成熟经验,以及完善的本土技术支持能力,博世从器件性能、产品质量和客户响应三个维度,均收到了中国市场的正面反馈。这一反馈充分证明,博世的碳化硅产品能够精准适配中国新能源汽车市场的发展需求,也体现了中国市场对博世技术实力与产品品质的高度认可。

06

供应链战略:IDM模式筑牢根基,开放协同保障韧性


针对博世碳化硅业务采用的IDM模式,Bruno Schuster强调,博世作为具备高度垂直整合能力的IDM企业,既拥有自有工厂的前端晶圆制造能力,也具备后道封装测试能力,这种全产业链布局能够实现对芯片生产各环节的精准把控,保障产品质量与交付效率。更为突出的是,博世拥有系统级的应用端理解能力,依托集团内部系统集成产品的丰富经验,能够为客户提供碳化硅芯片在整车(尤其是主驱逆变器)应用中的系统性支持,帮助客户更好地实现产品集成与性能优化。

在供应链的完整性与韧性方面,他指出,博世秉持开放合作的态度,并非追求价值链全环节的内部闭环,而是通过全球协同采购与长期合作,保障供应链的稳定与高效。例如,在碳化硅衬底原材料采购方面,博世在全球各区域与优秀供应商建立了长期供货协议,其中在中国市场,已与天岳先进(SICC)等优秀衬底供应商展开合作,推进8英寸碳化硅衬底的供应落地。

这种“核心技术自主掌控+原材料全球采购”的战略,让博世既牢牢掌握了碳化硅芯片的核心技术,又通过多元化供应保障了供应链的韧性,能够更好地应对市场波动与客户需求变化,为全球汽车制造商提供稳定、可靠的产品供应。

总结:技术赋能,共筑电动化未来


此次北京车展博世第三代碳化硅芯片的发布,不仅是博世技术迭代的重要成果,更是全球功率半导体行业向高效化、高压化发展的重要信号。Bruno Schuster强调:“我们全新的第三代碳化硅技术专为满足这些严苛的高效能需求而设计。博世将结合强大的全球技术储备与不断完善的本地服务能力,全力赋能中国本土汽车客户的创新与发展。”

从第三代沟槽碳化硅芯片的多维度性能突破,到沟槽技术路线的坚定坚守;从超级结技术的分步布局,到8英寸产能的全面切换;从中国本土市场的深度深耕,到开放协同的供应链战略,博世正以全方位的布局与持续的技术创新,引领碳化硅芯片技术的发展方向,为全球新能源汽车电动化转型提供核心支撑。随着技术的不断迭代与产能的持续扩张,博世有望进一步巩固其在功率半导体领域的领先地位,与全球合作伙伴携手,共筑高效、绿色、智能的电动化未来。

信息来源:PSD功率系统设计

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