Chip in carburo di silicio, perché saranno utili sulle auto elettriche

I chip in carburo di silicio sono fondamentali per lo sviluppo del mercato delle auto elettriche. Bosch ne ha già avviato la produzione
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SmartWorld team
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Il futuro della mobilità è elettrico, ed è anche a guida autonoma o semi-autonoma: la previsione è diventata ormai certezza, ma a determinarne concretamente l'applicazione è quella che viene ormai comunemente definita "crisi del chip", ovvero la mancanza di materie prime, tra cui i semiconduttori, da impiegare nel settore dell'automotive e non solo.

La necessità di migliorare costantemente le performance delle auto elettriche, inoltre, spingono al massimo la ricerca e lo sviluppo: per consentire alle auto alimentate a batteria di diffondersi, i costruttori sanno bene che è fondamentale annullare nei potenziali clienti l'ansia da batteria, ovvero il timore che l'autonomia non sia sufficiente e che non si trovino punti di ricarica comodi, vicini e disponibili. Ed è anche per questo che si lavora, e parecchio, a innovazioni in grado di aumentare l'autonomia delle batterie, e i chip in carburo di silicio sono una di queste.

A cosa servono i chip in carburo di silicio

I semiconduttori in carburo di silicio (SiC) sono piccoli, potenti ed estremamente efficienti, e diverse aziende hanno deciso di investire nello sviluppo. Bosch, aziende tedesca di componentistica tra le più famose al mondo, ha avviato dopo uno sviluppo durato diversi anni la produzione su larga scala di semiconduttori di potenza con questo materiale innovativo per fornire le case auto di tutto il mondo.

"Per i semiconduttori in carburo di silicio si profila un futuro brillante. Puntiamo a diventare leader mondiali nella produzione di questi componenti indispensabili per la mobilità elettrica", ha spiegato Harald Kröger, membro del Board di Bosch. Due anni fa l'azienda tedesca fornitrice di tecnologie e servizi per il settore automotive aveva reso nota l'intenzione di accelerare lo sviluppo dei chip in carburo di silicio e di avviarne la produzione. A questo scopo ha sviluppato un proprio processo di produzione "altamente complesso", ha spiegato l'azienda, con cui dall'inizio del 2021 vengono prodotti i semiconduttori speciali, in una prima fase solo come modelli per i test presso i clienti.

"Siamo pieni di ordini. La mobilità elettrica sta registrando un vero e proprio boom", ha detto Kröger, confermando come il mercato dell'auto stia convergendo in modo compatto e massiccio verso l'elettrico, con conseguente aumento di richiesta in tema di componentistica. In futuro Bosch intende aumentare la capacità di produzione di chip in carburo di silicio raggiungendo volumi di centinaia di milioni. A questo scopo l'azienda sta già anche ulteriormente incrementando la superficie delle clean room nello stabilimento di Reutlingen, dove vengono prodotti, e in parallelo sta lavorando alla seconda generazione di chip SiC, che "sarà ancora più efficiente e pronta per la produzione in serie dal 2022".

Il futuro del mercato dei chip in carburo di silicio

I chip o semiconduttori in carburo di silicio consentono una maggiore autonomia e una ricarica più rapida per le auto elettriche, e la domanda La domanda di semiconduttori di potenza in carburo di silicio è in aumento in tutto il mondo, e la società di ricerca di mercato e di consulenza Yole stima che l'intero mercato del SiC registrerà ogni anno una crescita media del 30% fino al 2025, raggiungendo 2,5 miliardi di dollari.

Con circa 1,5 miliardi di dollari, il mercato dei chip in carburo di silicio per l'automotive dovrebbe costituire la fetta più grande: "I semiconduttori di potenza in carburo di silicio permettono di utilizzare l'energia in modo particolarmente efficiente - hanno sottolineato da Bosch - Questi vantaggi emergono soprattutto nelle applicazioni a uso intensivo di energia, come la mobilità elettrica".

Nell'elettronica di potenza dei veicoli elettrici i chip in carburo di silicio assicurano ai guidatori un'autonomia molto più lunga con una sola carica della batteria: in media il 6% circa in più rispetto ai corrispondenti in silicio. E proprio per poter soddisfare l'aumento costante della domanda di semiconduttori, la superficie delle clean room nella nuova wafer fab di Reutlingen è stata incrementata di 1.000 metri quadrati già nel 2021. Entro la fine del 2023 si aggiungeranno ulteriori 3.000 metri quadrati. Stanno nascendo impianti di produzione ultramoderni, in cui i semiconduttori in carburo di silicio vengono prodotti con processi sviluppati in proprio.

Boschi è a oggi l'unico fornitore del settore automotive ad avere una produzione propria di chip in carburo di silicio, e in futuro prevede di produrre i semiconduttori su wafer da 200 millimetri. Rispetto ai wafer attualmente utilizzati, con un diametro di 150 millimetri, si possono così ottenere importanti effetti di scala. Un wafer impiega sempre diversi mesi per superare le diverse centinaia di fasi di processo che si svolgono in una lunga serie di macchine. "Con la produzione su wafer di dimensioni maggiori possiamo produrre molti più chip in un ciclo di produzione e quindi soddisfare più clienti", ha concluso Kröger.

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