de.wedoany.com-Bericht: Am 13. Juli gab die deutsche Bosch bekannt, dass ihre Siliziumcarbid-Halbleiterfabrik in Roseville, Kalifornien, USA, die Musterproduktion aufgenommen hat. Das Projekt sieht Investitionen von bis zu 2 Milliarden US-Dollar vor, um die bestehende Waferfabrik systematisch umzurüsten, neue Reinraumflächen und Fertigungslinien für Siliziumcarbid-Chips zu schaffen. Die Fabrik plant, bis 2026 die ersten kommerziellen Siliziumcarbid-Chips auf 200-mm-Wafern zu produzieren und damit den Übergang von der Musterfertigung zur Serienproduktion zu vollziehen.
Die Fabrik in Roseville verfügt über eine mehr als 40-jährige Erfahrung in der Halbleiterproduktion. Nachdem Bosch die Fabrik im August 2023 übernommen hatte, begann sofort die Umstellung des Produktionssystems. Bei dem Projekt handelt es sich nicht einfach um den Austausch einiger Fertigungsanlagen, sondern um die Umwandlung der bestehenden Silizium-basierten Halbleiteranlagen in eine spezialisierte Waferfabrik, die Siliziumcarbid-Leistungsbauelemente herstellen und testen kann. Der Umbau umfasst die Reinraumumgebung, Waferverarbeitungsanlagen, Produktionskontrollsysteme, Prüfeinrichtungen und die nachgelagerten Verarbeitungsschritte.
Derzeit verfügt die Fabrik über eine Reinraumfläche von rund 13.000 Quadratmetern und ist mit modernsten Fertigungsanlagen für die Produktion von 200-mm-Siliziumcarbid-Wafern ausgestattet. Die Anlage verfügt über Inline-Messtechnik und Prozesskontrollsysteme, die während der Waferverarbeitung kontinuierlich kritische Parameter überwachen und die Prozesse basierend auf den Messergebnissen zeitnah anpassen können. Darüber hinaus sind Wafer-Sortierung, Endprüfung und Qualitätsvalidierung möglich, sodass die vordere Waferfertigung und die nachgelagerten Schritte wie Prüfung, Sortierung und Vereinzelung in derselben Fabrik durchgeführt werden können.
Der Start der Musterproduktion zeigt, dass ein Teil der Produktionsanlagen in der Roseville-Fabrik bereits installiert und einer ersten Inbetriebnahme unterzogen wurde. Das Projekt befindet sich nun in der Phase des Übergangs vom Fabrik- und Anlagenumbau zur Prozessvalidierung. Die derzeit produzierten Muster werden verwendet, um den Waferverarbeitungsprozess, die Anlagenstabilität, die Produktleistung und die Fertigungskonsistenz zu überprüfen und eine Grundlage für die spätere Steigerung der Ausbeute und des Produktionsvolumens zu schaffen. Vor der Serienproduktion muss die Fabrik noch die Validierung des kontinuierlichen Betriebs der Produktionsanlagen, die Optimierung der Prozessparameter, die Zuverlässigkeitstests der Produkte und die Kundenqualifikation durchlaufen. Dies ist eine Einschätzung des Projektfortschritts auf der Grundlage des Halbleiterfertigungsprozesses.
Die Fabrik in Roseville wird die Siliziumcarbid-Technologie von Bosch nutzen, um Leistungshalbleiter auf 200-mm-Wafern herzustellen. Im Vergleich zu kleineren Wafern kann ein 200-mm-Wafer mehr Chips aufnehmen, was die Anlagenauslastung und die Ausbeute pro Charge verbessert. Die entsprechenden Produkte werden hauptsächlich in Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge, Ladeumrichtern und anderen Hochspannungs-Stromumwandlungssystemen eingesetzt. In Zukunft könnten sie auch in industriellen Energieversorgungssystemen, Kommunikationsgeräten und Stromversorgungssystemen für Rechenzentren zum Einsatz kommen.
Siliziumcarbid-Bauelemente können unter hohen Spannungen, hohen Temperaturen und hohen Schaltfrequenzen betrieben werden und reduzieren Energieverluste bei der Stromumwandlung. In Rechenzentren und KI-Recheninfrastrukturen können solche Bauelemente in Server-Netzteilen, Energiespeichern und anderen Hochleistungs-Umwandlungsstufen eingesetzt werden, um Umwandlungsverluste, Wärmeentwicklung und einen Teil der Kühllast zu reduzieren. Bosch plant außerdem, in der Roseville-Fabrik in einer späteren Phase Siliziumcarbid-Chips der dritten Generation zu produzieren, konkrete Zeitpläne für die Einführung und zusätzliche Anlageninvestitionen wurden jedoch noch nicht bekannt gegeben.
Nach den derzeitigen Plänen soll die Fabrik in Roseville im Jahr 2026 die kommerzielle Produktion aufnehmen. Zu den wichtigsten technischen Meilensteinen der nächsten Phase gehören die Musterqualifikation, die Integration der Fertigungsanlagen, die Steigerung der Prozessausbeute, die Zertifizierung kommerzieller Produkte und der Produktionshochlauf. Nach vollständiger Inbetriebnahme wird die Fabrik der erste Halbleiterfertigungsstandort von Bosch in den USA sein und die vordere Siliziumcarbid-Waferverarbeitung sowie Prüf-, Sortier- und Vereinzelungsaufgaben übernehmen.
