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江苏碳化硅衬底6寸sic

来源: 发布时间:2022年04月05日

    下游市场需求强劲,碳化硅衬底市场迎来黄金成长期导电型碳化硅衬底方面,受益于新能源汽车逆变器的巨大需求,将保持高速增长态势,根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟的数据显示,预计2020-2025年国内市场的需求,4英寸逐步从10万片市场减少到5万片,6英寸晶圆将从8万片增长到20万片;2025~2030年:4英寸晶圆将逐渐退出市场,6英寸晶圆将增长至40万片。半绝缘型碳化硅衬底方面,受下游5G基站强劲需求驱动,碳化硅基氮化镓高频射频器件将逐步加强市场渗透,市场空间广阔,预计2020-2025年国内市场的需求,4英寸逐步从5万片市场减少到2万片,6英寸晶圆将从5万片增长到10万片;2025~2030年:4英寸晶圆将逐渐退出市场,保守估计6英寸晶圆将增长至20万片。 碳化硅(指半绝缘型)是射频微波器件的理想衬底材料。江苏碳化硅衬底6寸sic

    降低碳化硅衬底的成本的三个方法:1)做大尺寸:衬底的尺寸越大,边缘的浪费就越小,有利于进一步降低芯片的成本。6英寸衬底面积为4英寸衬底的,相同的晶体制备时间内衬底面积的倍数提升带来衬底成本的大幅降低,与此同时,单片衬底上制备的芯片数量随着衬底尺寸增大而增多,单位芯片的成本也即随之降低。2)提高材料使用效率:由于技术限制,长晶时间很难缩短,而单位时间内长晶越厚成本越低,因此可以设法增加晶锭厚度;另一方面,目前的切割工艺很容易造成浪费,可以通过激光切割或其他技术手段减少切割损耗。3)提高良率:以山东天岳为例,碳化硅衬底产品良率逐年提升,综合良率由30%提升至38%,国内厂商良率情况普遍在40%左右,若能提升至60%-70%,碳化硅衬底生产成本将得到进一步下降。 江苏碳化硅衬底6寸sicCree在SiC衬**备方面具有业内**地位,它的产品是业界的风向标,**了需求的发展方向。

新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动。SiC功率器件主要应用于新能源车逆变器、DC/DC转换器、电机驱动器和车载充电器(OBC)等电控领域,以完成较Si更高效的电能转换。预计随着新能源车需求快速爆发,以及SiC衬底工艺成熟、带来产业链降本增效,产业化进程有望提速。1)应用端:解决电动车续航痛点。据Wolfspeed测算,将纯电动汽车逆变器中的功率组件改成SiC时,可降低电力电子系统的体积、重量和成本,提升车辆5%-10%的续航。据英飞凌测算,SiC器件整体损耗相比Si基器件降低80%以上,导通及开关损耗减小,有助于增加电动车续航里程。

PVT法和HTCVD法生长碳化硅晶体原理图。两者都可以用于生长4H-SiC碳化硅晶片,HTCVD更像是PVT的“加强版”。PVT法的优势在于相对简单易控制,市场占有率高,生长n型导电晶片很成熟。其劣势是p型导电和高阻半绝缘型晶片生长成本高,不能生长高质量的高纯半绝缘晶片。HTCVD法的优势是可以生长导电型(n、p)和高纯半绝缘晶片,可以控制掺杂浓度,使晶片中载流子浓度在3×1013~5×1019/cm3之间可调。其劣势是技术门槛高,市场占有率低。为了制造碳化硅半导体器件,需要在碳化硅晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜。

碳化硅衬底成本下降趋势可期。在碳化硅器件成本结构中,衬底成本约占50%。碳化硅衬底较低的供应量和较高的价格一直是制约碳化硅基器件大规模应用的主要因素之一,碳化硅衬底需要在2500度高温设备下进行生产,而硅晶只需1500度;碳化硅晶圆约需要7至10天,而硅晶棒只需要2天半;目前碳化硅晶圆主要是4英寸与6英寸,而用于功率器件的硅晶圆以8英寸为主,这意味着碳化硅单晶片所产芯片数量较少、碳化硅芯片制造成本较高,目前碳化硅功率器件的价格仍数倍于硅基器件,下游应用领域仍需平衡碳化硅器件的高价格与碳化硅器件优越性能带来的综合成本下降间的关系。SiC材料具有良好的电学特性和力学特性,是一种非常理想的可适应诸多恶劣环境的半导体材料。苏州n型碳化硅衬底

Cree现在供应的主流衬底片主要是4英寸和6英寸大尺寸晶片。江苏碳化硅衬底6寸sic

SiC碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一:由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。相比传统的硅材料(Si),碳化硅(SiC)的禁带宽度是硅的3倍;导热率为硅的4-5倍;击穿电压为硅的8-10倍;电子饱和漂移速率为硅的2-3倍。优势体现在:1)耐高压特性:更低的阻抗、禁带宽度更宽,能承受更大的电流和电压,带来更小尺寸的产品设计和更高的效率;2)耐高频特性:SiC器件在关断过程中不存在电流拖尾现象,能有效提高元件的开关速度(大约是Si的3-10倍),适用于更高频率和更快的开关速度;3)耐高温特性:SiC相较硅拥有更高的热导率,能在更高温度下工作。江苏碳化硅衬底6寸sic

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