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Zukunftsmarkt Halbleiter: Bosch wächst stärker als der Markt

| Redakteur: Thomas Kuther

Die ersten MEMS-Sensoren wurden vor fast 25 Jahren aber nicht für smarte Haustechnik oder Unterhaltungselektronik entwickelt, sondern für Autos: Die feinfühligen Winzlinge versorgen die Steuergeräte des Fahrzeugs mit Daten, ob es gerade bremst oder beschleunigt und wohin es fährt.
Die ersten MEMS-Sensoren wurden vor fast 25 Jahren aber nicht für smarte Haustechnik oder Unterhaltungselektronik entwickelt, sondern für Autos: Die feinfühligen Winzlinge versorgen die Steuergeräte des Fahrzeugs mit Daten, ob es gerade bremst oder beschleunigt und wohin es fährt. (Bild: Bosch)

Elektrifizierung und automatisiertes Fahren sind die Wachstumstreiber für Boschs Halbleitergeschäft. Mittlerweile hat jedes neue Fahrzeug im Durchschnitt neun Bosch-Chips an Bord. Um auch in Zukunft bestens aufgestellt zu sein, präsentiert Bosch auf der electronica 2018 zahlreiche Halbleiter-Neuheiten.

Ohne Halbleiter fährt schon lange kein Auto mehr. Die winzigen Chips sind eine Schlüsseltechnologie der modernen Welt und Kernkomponenten elektrischer Systeme – auch in Fahrzeugen. Sie regeln Antrieb und Fahrverhalten, geben der Navigation die Richtung vor und sagen dem Airbag, wann er auslösen soll. Bosch fertigt seit mehr als 45 Jahren Halbleiter und ist einer der weltweit führenden Chip-Hersteller für Mobilitätsanwendungen. „Trotz ihrer langen Geschichte sind Halbleiter vor allem Zukunft. Die wichtigen Bausteine moderner Mobilität sind aus keinem Auto mehr wegzudenken“, sagt Jens Fabrowsky, Mitglied des Bereichsvorstands des Bosch-Geschäftsbereichs Automotive Electronics.

2016 hatte weltweit jedes neu zugelassene Fahrzeug im Durchschnitt mehr als neun Chips von Bosch an Bord. „Bei Halbleitern für Autos spielen wir einen einzigartigen Vorteil aus: Nur Bosch ist gleichzeitig in der Automobil- und Halbleiterindustrie zuhause“, sagt Fabrowsky. 2018 steckten in jedem neuen Fahrzeug Halbleiter im Wert von 370 US-Dollar (Quelle: ZVEI). Der Bedarf für Chips im Auto wird in den kommenden Jahren durch die zunehmende Elektrifizierung und Automatisierung weiter steigen.

Königsdisziplin Halbleiter für Automotive

Der globale Halbleitermarkt ist milliardenschwer: Gartner rechnet für 2018 mit einem weltweiten Halbleiter-Umsatz von 451 Milliarden US-Dollar. Alleine bis 2019 wird der Markt jährlich um mehr als fünf Prozent zulegen (Quelle: PwC). „Bosch wächst mit Halbleitern stärker als der Markt“, sagt Fabrowsky. Die Königsdisziplin im Halbleitermarkt sind Chips für Fahrzeuge. Bereits seit 1970 bringt Bosch mit seinen anwendungsspezifischen Schaltungen (ASICs) Intelligenz ins Fahrzeug. In einem Auto sind die Chips starken Vibrationen und extreme Temperaturen ausgesetzt: mal weit unter dem Gefrierpunkt, mal weit über dem Siedepunkt von Wasser.

Das bedeutet für die Spezialbausteine höheren Anforderungen an ihre Widerstandskraft. Damit Halbleiter diesen Widrigkeiten ein ganzes Fahrzeugleben lang trotzen können, ist ihre Entwicklung aufwändiger. Bosch spielt hier seine besondere Doppelrolle aus: Während andere Unternehmen die durch Halbleiter gewonnen Informationen zwar verarbeiten können, hat Bosch darüber hinaus ein tiefes Verständnis für die physikalischen Prinzipien im Halbleiter, wie die Daten erhoben und schließlich in die Fahrzeugsysteme eingebunden werden. „Unser umfassendes Halbleiter-Know-how hilft uns, sowohl neue Funktionen im Fahrzeug zu entwickeln als auch immer bessere Chips”, sagt Fabrowsky. Für die Entwicklung und Fertigung seiner Halbleiter hält Bosch über 1 500 Patente und Patentanmeldungen.

Nachfrageschub durch Elektromobilität und Fahrerassistenzsysteme

Das aktuelle Halbleiter-Portfolio von Bosch umfasst vor allem mikroelektromechanische Systeme (MEMS), ASICs für Fahrzeugsteuergeräte und Leistungshalbleiter. Ohne letztgenannte fährt heute kein Hybrid- und kein Elektroauto. Sie regeln den elektrischen Motor und sorgen dafür, dass die Batterie möglichst effizient genutzt wird. „Leistungshalbleiter für Hybrid- und Elektrofahrzeuge sind für Bosch ein Wachstumstreiber“, sagt Fabrowsky.

Neben der Elektrifizierung sind auch Fahrerassistenzsysteme weiter stark auf dem Vormarsch und sorgen dafür, dass mehr Halbleiter mit immer mehr Funktionen ins Fahrzeug kommen. Chips mit eingebauter „Intelligenz“, sogenannte ASICs, sind auf eine jeweilige Anwendung zugeschnitten und sagen beispielsweise den Airbags im Fahrzeug, wann genau sie auslösen sollen. Sie steuern das Fahrverhalten von Autos für eine stets sichere Fahrt und verbessern das Messsignal von Radarsensoren, damit die Abstandswarnung jederzeit zuverlässig funktioniert.

„Die Entwicklung der Assistenzsysteme und des automatisierten Fahrens ist erst durch die Fortschritte in der Mikroelektronik möglich“, sagt Fabrowsky. Mikroelektromechanische Systeme – kurz MEMS – von Bosch sind die Sinnesorgane moderner Fahrzeuge. Sie versorgen die Steuergeräte im Fahrzeug mit wesentlichen Informationen zum Fahrverhalten, beispielsweise ob es gerade bremst oder beschleunigt und sich auf glatter Fahrbahn dreht. Mit diesen Informationen hält das Elektronische Stabilitätsprogramm ESP Autos, Trucks und selbst Motorräder sicher in der Spur.

MEMS-Sensoren informieren Jogger über den Kalorienverbrauch

Als Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge (IoT) gehen die Einsatzmöglichkeiten von Bosch-Halbleitern weit über Fahrzeuge hinaus. MEMS-Sensoren des Unternehmens stecken in mehr als jedem zweiten Smartphone weltweit und sind aus Fitnessarmbändern, Flugdrohnen, Spielekonsolen und in Smart-Home-Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Im Bereich der MEMS-Sensoren ist Bosch Pionier und weltweite Nummer Eins unter den Herstellern. Den zugrundeliegenden Halbleiter-Fertigungsprozess hat das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen vor mehr als 20 Jahren selbst entwickelt; er wird auch „Bosch-Prozess“ genannt.

Eine Milliarde für eine der modernsten Fabriken Europas

Seine Wachstumsstrategie für Halbleiter belegt Bosch mit der größten Einzelinvestition in der Firmengeschichte: Das Unternehmen investiert rund eine Milliarde Euro in eine neue Halbleiterfabrik in Dresden, in der ab 2021 Chips mit der 300-Millimeter-Technologie produziert werden. Mit der 300-Millimeter-Technologie lassen sich im Vergleich zur etablierten Fertigung mit kleineren 150- und 200-Millimeter-Wafern höhere Skaleneffekte erzielen. Bis zu 700 Beschäftigte werden für die hochautomatisierte Chipfertigung tätig sein, um die Produktion zu planen, zu steuern und zu überwachen. In Dresden errichtet Bosch nach Reutlingen ihr zweites Halbleiterwerk in Deutschland. Das Unternehmen will damit seine Fertigungskapazitäten erweitern, um seine weltweite Wettbewerbsposition weiter zu stärken.

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