Kalifornijos gamyklos viduje: bandymas išspręsti elektromobilių nuvažiuojamo atstumo problemą

Kiekvieną kartą, kai elektromobilio vairuotojas prisijungia prie greitojo įkrovimo stotelės ir laukia keturiasdešimt minučių, kol baterija bus papildyta, jis susiduria su medžiagų mokslo „butelio kakleliu“. Šio įkrovimo greitis, automobilio generuojama šiluma ir atstumas, kurį jis nuvažiuoja viena įkrova, priklauso nuo saujelės mažų, sidabriškai pilkų komponentų, paslėptų giliai transporto priemonės galios sistemoje. Tai silicio karbido puslaidininkiai. Nors jie nėra tokie žinomi kaip išmaniųjų telefonų procesoriai, jie yra skaitmeninė „žalia nafta“ pereinant prie žaliosios energijos.

„Bosch“ dabar perkelia šių specifinių lustų gamybą į Amerikos žemę. Vokietijos pramonės milžinė neseniai pradėjo bandomąją gamybą savo pirmojoje puslaidininkių gamykloje JAV, esančioje Rouzvilyje (Roseville), Kalifornijoje. Šis žingsnis žengtas po 225 mln. JAV dolerių vertės susitarimo su JAV Prekybos departamentu, kuris yra dalis didesnio, 2 mlrd. JAV dolerių vertės objekto, kurį „Bosch“ praėjusiais metais įsigijo iš „TSI Semiconductors“, atnaujinimo. Žvelgiant plačiau, ši gamykla yra fizinis atsakas į 2020-ųjų pradžios tiekimo grandinės chaosą, dėl kurio automobilių salonai liko tušti, o elektronikos kainos tapo nepastovios.

Galios lusto anatomija

Norint suprasti, kodėl gamykla Kalifornijoje yra svarbi automobilių pirkėjui Ohajuje ar technologijų darbuotojui Teksase, reikia pažvelgti „po kapotu“ į tai, kaip šiuolaikinė elektronika valdo galią. Dauguma lustų, naudojamų kompiuteriuose ar informacijos ir pramogų ekranuose, yra pagaminti iš gryno silicio. Silicis puikiai tinka duomenų apdorojimui, tačiau jis pradeda gesti, kai tenka dirbti su aukštos įtampos elektra, reikalinga dviejų tonų transporto priemonei judėti greitkeliu. Jis praranda energiją šilumos pavidalu, o tai eikvoja baterijos veikimo laiką ir reikalauja sunkių, brangių aušinimo sistemų.

Silicio karbidas yra kitokia medžiaga. Sujungdami silicį su anglimi, inžinieriai sukuria medžiagą, kuri yra daug tvirtesnė ir efektyviau praleidžia elektrą. Praktiškai šie lustai veikia kaip didelio našumo vožtuvas. Jie paima nuolatinę srovę iš baterijos ir paverčia ją kintamąja srove, kurios reikia varikliui, beveik neprarasdami energijos. Kadangi jie taip gerai susidoroja su karščiu, automobilių gamintojai gali naudoti mažesnes ir lengvesnes aušinimo sistemas. Šis svorio sumažinimas leidžia automobiliui nuvažiuoti toliau su tuo pačiu elektros kiekiu. Vartotojo požiūriu, tai yra tiesiausias kelias įveikti „nuotolio nerimą“, tiesiog nekišant didesnės ir sunkesnės baterijos į automobilio grindis.

Kodėl Rouzvilis yra naujoji fronto linija

Istoriškai puslaidininkių pramonė laikėsi nuspėjamo kelio link gamybos užsienyje, ieškodama mažesnių sąnaudų. Ši logika pasikeitė, kai pandemijos laikotarpio lustų trūkumas pasaulinei automobilių pramonei kainavo milijardus prarastų pajamų. Rouzvilio gamykla yra masinio strategijos pokyčio rezultatas, kai artumas klientui dabar yra vertingesnis už mažiausią įmanomą darbo jėgos kainą.

Paul Thomas, „Bosch“ prezidentas ir generalinis direktorius Šiaurės Amerikoje, pažymėjo, kad šiam sprendimui įtakos turėjo JAV, Meksikos ir Kanados prekybos susitarimas. Automobilių gamintojai nori dirbti su tiekėjais, kurie yra fiziškai arti jų surinkimo linijų, kad išvengtų rizikos, susijusios su gabenimu per Ramųjį vandenyną. Rekonstruodama Rouzvilio gamyklą, „Bosch“ pozicionuoja save kaip pagrindinę tiekėją augančiai vidaus elektromobilių rinkai. Gamykla nėra tik pastatas. Tai apsauga nuo būsimų geopolitinių sutrikimų, kurie galėtų užblokuoti pagrindinių komponentų srautą iš Azijos ar Europos.

Už tiekimo grandinės atsparumo žargono slypi paprasta realybė automobilių pirkėjui. Jei lustus gamina gamykla Kalifornijoje, prekybos ginčas ar laivybos streikas užsienio uoste mažiau tikėtina, kad suvėlins naujo automobilio pristatymą. Federalinė vyriausybė remia šią logiką per CHIPS ir mokslo aktą (CHIPS and Science Act), pagal kurį buvo skirta 225 mln. JAV dolerių finansavimas. Šie pinigai yra pradinis įnašas į saugią vidaus tiekimo grandinę pramonės šakoms, kurias vyriausybė laiko gyvybiškai svarbiomis nacionaliniam saugumui.

Antrinis postūmis DI bumu

Nors automobilių sektorius yra pagrindinis šių investicijų variklis, šie lustai turi antrą gyvenimą didžiųjų duomenų pasaulyje. Dirbtinio intelekto modeliams tampant vis sudėtingesniems, duomenų centrams, kuriuose jie talpinami, reikia milžiniško kiekio elektros energijos. Standartiniai silicio lustai maitinimo šaltiniuose tampa kliūtimi, nes pasiekę savo galimybių ribą jie generuoja per daug šilumos.

Silicio karbido lustai iš Rouzvilio gamyklos greičiausiai pateks į didžiulių serverių ūkių maitinimo blokus. Tai sukuria įdomią sankirtą tarp sunkiosios automobilių gamybos pramonės ir aukštųjų technologijų DI pasaulio. „Bosch“ iš esmės kuria dvejopos paskirties variklį šiuolaikinei ekonomikai. Jei elektromobilių pardavimai sulėtėtų, DI infrastruktūros paklausa gali išlaikyti gamybos linijas veikiančias. Šis lankstumas daro 2 mlrd. JAV dolerių investiciją stabilesnę nepastovioje rinkoje.

Vidaus gamybos kaina

Po bet kokio pranešimo apie didelę vidaus gamybą kyla pragmatiškas klausimas: ar dėl to produktai taps brangesni? Trumpuoju laikotarpiu lustų gamyba Kalifornijoje kainuoja brangiau nei jų importas iš nusistovėjusių centrų Taivane ar Pietų Korėjoje. Tačiau ilgalaikė matematika yra kitokia.

Vidutiniam vartotojui didesnę vidaus gamybos lusto kainą dažnai kompensuoja sutaupymai kitose automobilio dalyse. Jei silicio karbido lustas leidžia inžinieriui pašalinti dešimt svarų varinių laidų ir gremėzdišką radiatorių, bendra transporto priemonės kaina gali išlikti tokia pati ar net sumažėti. Be to, vietinės tiekimo grandinės patikimumas apsaugo nuo grobuoniškos kainodaros, kuri atsiranda, kai dalių trūksta.

Pramonės stuburo stiprinimas

Ši gamykla yra nematomo šiuolaikinio gyvenimo stuburo dalis. Dauguma žmonių niekada nepamatys silicio karbido lusto, tačiau jų galimybė atsisakyti benzino visiškai priklauso nuo šių mažų plokštelių prieinamumo. „Bosch“ planuoja iki 2031 m. į savo veiklą JAV iš viso investuoti 7,5 mlrd. JAV dolerių, o tai rodo, kad Rouzvilio gamykla yra tik daug didesnės tendencijos pradžia.

Prekybos sekretorius Howard Lutnick pareiškė, kad administracija yra pasiryžusi plėtoti saugią tiekimo grandinę, kuri įgalintų inovacijas. Tai ne tik darbo vietų išsaugojimas šalyje. Tai siekis užtikrinti, kad naujos kartos pramoninės technologijos būtų projektuojamos ir kuriamos toje pačioje reguliavimo ir ekonominėje ekosistemoje. Kai projektavimo komanda ir gamybos komanda dirba toje pačioje laiko juostoje, inovacijų ciklas juda greičiau. Problemos išsprendžiamos per kelias dienas, o ne per mėnesius.

Ką tai reiškia jūsų kitam pirkiniui

Jei planuojate pirkti transporto priemonę per artimiausius trejus–penkerius metus, pokyčiai Rouzvilyje turės įtakos jūsų pasirinkimams. Turėtumėte tikėtis pamatyti daugiau vidutinės klasės elektromobilių, siūlančių daugiau nei 300 mylių nuotolį be milžiniško baterijų paketo kainos priedo. Taip pat galite pastebėti, kad įkrovimo laikas greitkelio stotelėse pradės trumpėti, nes vis daugiau automobilių naudos aukštos įtampos sistemas, kurias įgalina silicio karbidas.

Galiausiai „Bosch“ plėtra yra ženklas, kad „tiksliai laiku“ (just-in-time) gamybos iš tolimų krantų erą keičia regioninio savarankiškumo modelis. Vartotojui tai reiškia atsparesnį produktų prieinamumą ir lėtesnę aukštųjų technologijų prekių kainų infliaciją. Kitą kartą, kai pamatysite naują elektromobilį kelyje, prisiminkite, kad jo našumas greičiausiai yra susijęs su ramia gamykla Kalifornijoje, kuri iš naujo išranda tai, kaip mes valdome elektros energiją.

Šaltiniai: Bosch Global Press Office, U.S. Department of Commerce CHIPS Program Office, Reuters Market Analysis, TSI Semiconductors Historical Data.