Semicondutores de carboneto de silício tornam carros
elétricos mais eficientes
- Harald Kröger: “Os semicondutores de carboneto de silício fornecem mais potência aos motores elétricos. Para os motoristas, isso significa um aumento de 6% na capacidade do alcance”.
- A Bosch tem uma posição única de estar igualmente à vontade nas indústrias automóvel e também na de semicondutores.
- Com a nova fábrica de semicondutores em Dresden, a Bosch está a fortalecer a sua competitividade.
Atualmente, todos os carros possuem semicondutores, existindo mais de 50 em
todos os veículos que saem da linha de produção. Os novos microchips feitos de
carboneto de silício (SiC) desenvolvidos pela Bosch vão contribuir para um
grande avanço na eletromobilidade. No futuro, os chips feitos com este material
extraordinário vão marcar o ritmo da eletrónica de potência – será este o centro
de comando para veículos elétricos e híbridos. Comparados aos chips de silício
usados até hoje, os semicondutores de SiC têm uma melhor condutividade
elétrica, o que permite frequências de comutação mais altas e, ao mesmo
tempo, garante que seja dissipada uma quantidade muito menor de energia na
forma de calor. “Os semicondutores de carboneto de silício trazem mais potência
aos motores elétricos. Para os motoristas, isso significa um aumento de 6% no
alcance”, afirma Harald Kröger, membro do conselho de administração da
Bosch. A Bosch fabrica a nova geração de chips semicondutores na sua fábrica
de Reutlingen, 40 quilómetros a sul de Estugarda. Nesta fábrica, a empresa
produz diariamente e há décadas vários milhões de microchips.
SiC: um impulsionador para a mobilidade elétrica
Os semicondutores feitos de carboneto de silício estabelecem novos padrões
para alternar velocidade, perda de calor e tamanho. Tudo começa com átomos
de carbono adicionais, que são introduzidos na estrutura cristalina do silício
ultrapuro usado na fabricação de semicondutores. A ligação química criada
dessa maneira transforma os chips semicondutores em potências reais.
Especialmente para aplicações em veículos elétricos e híbridos, isso significa
múltiplas vantagens. Na eletrónica de potência, estes semicondutores garantem
que 50% menos energia seja perdida na forma de calor. Essa economia traduz-
se em componentes eletrónicos de potência mais eficientes e mais energia para
o motor elétrico e, portanto, para a faixa de baterias. Os motoristas podem
conduzir 6% mais com uma única carga de bateria. Desta maneira, a Bosch está
a abordar um dos obstáculos para potenciais compradores de carros elétricos:
quase um em cada dois consumidores (42%) decide não comprar um veículo
elétrico, porque teme que a bateria acabe enquanto estiver na estrada. Na
Alemanha, essa ansiedade é ainda mais prevalente, afetando 69% dos
consumidores (fonte: Consors Finanz Automobile Barometer 2019). Como
alternativa, os fabricantes de automóveis podem diminuir a bateria para um
determinado intervalo. Isso reduz o custo do componente mais caro de um carro
elétrico, o que, por sua vez, reduz o preço do veículo. "Os semicondutores de
carboneto de silício vão transformar a mobilidade elétrica", afirma Kröger. A
razão está relacionada com o facto desta nova tecnologia oferecer também mais
potenciais economias a jusante: perdas de calor muito menores dos chips,
combinadas com a capacidade de trabalhar em temperaturas operacionais muito
mais elevadas, significa que os fabricantes podem reduzir o dispendioso
processo de arrefecimento dos componentes do motor de força. Isto tem um
impacto positivo no peso e no custo dos veículos elétricos.
Bosch: referência nas indústrias automóvel e de semicondutores
Com esta tecnologia de carboneto de silício, a Bosch está a expandir
sistematicamente o seu conhecimento sobre semicondutores. A empresa usará,
mo futuro, os semicondutores SiC na sua própria eletrónica de potência. Para os
seus clientes, isso reúne o melhor dos dois mundos, uma vez que a Bosch é o
único fornecedor do setor automóvel que também fabrica semicondutores.
"Graças ao nosso profundo conhecimento dos sistemas de mobilidade
eletrónica, os benefícios da tecnologia de carboneto de silício fluem diretamente
para o desenvolvimento de componentes e sistemas", diz Kröger. Enquanto um
dos principais fabricantes de semicondutores automotivos, a Bosch explora essa
vantagem única a nível global há quase 50 anos. Além dos semicondutores de
potência, incluem ainda sistemas micro eletromecânicos (MEMS) e circuitos
integrados para aplicações específicas (ASICs).
Bosch reforça a sua competitividade
Transformar os discos circulares de silício ou carboneto de silício - as pastilhas -
em chips semicondutores envolve um processo de fabricação elaborado que
pode durar até 14 semanas. Em vários processos químicos e físicos, as
pastilhas adquirem estruturas ultrafinas que posteriormente formarão os
pequenos chips, cada um dos quais medindo apenas alguns milímetros. Em
junho de 2018, a Bosch lançou a primeira pedra para a construção da sua
avançada fábrica de semicondutores em Dresden. As suas operações de fabrico
vão utilizar pastilhas com um diâmetro de 300 milímetros. Isto traduz-se em
significativamente mais chips de uma pastilha e economias de escala
correspondentemente maiores do que com os semicondutores baseados na
tecnologia de 150 e 200 milímetros. Tanto estes como os novos chips SiC são
produzidos na fábrica da Bosch em Reutlingen, que em conjunto com a fábrica
em Dresden se complementam. Isto permite à Bosch fortalecer ainda mais sua
competitividade. “Os semicondutores são um componente essencial de todos os
sistemas elétricos, e estão também a transformar dados numa matéria-prima
cobiçada no futuro. À medida que se tornam cada vez mais importantes nos
nossos campos de atividade, queremos expandir continuamente as nossas
operações de fabricação”, refere Kröger. Na sua fábrica de Dresden, a Bosch
investe cerca de um bilião de euros - o maior investimento individual na história
da empresa. Os primeiros associados devem começar a trabalhar na primavera
de 2020. A Bosch irá operar nesta fábrica como um local neutro em carbono.
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