中国粉体网讯 近年来,随着5G、新能源等高频、大功率射频及电力电子需求的快速增长,硅基半导体器件的物理极限瓶颈逐渐凸显,如何在提升功率的同时限制体积、发热和成本的快速膨胀成为了半导体产业内重点关注的问题。碳化硅作为一种宽禁带功率器件,近年来受到人们越来越多的关注。
从产业链层面初步划分,整个碳化硅产业链主要分为衬底、外延、晶圆、器件、封装模块等环节。由于衬底成本最高,因此它成为厂商实现突破的关键点。随着衬底尺寸的增大,单位衬底可以制造的芯片数量也增多,从而降低了单位芯片的成本。因此,大尺寸衬底成为了碳化硅衬底制备技术的重要发展方向。目前,6英寸碳化硅晶圆仍然是市场上的主流产品,而8英寸衬底正在成为行业的重要技术发展方向。
山东天岳先进科技股份有限公司(简称“天岳先进”)成立于2010年11月,是一家专注于碳化硅单晶衬底材料研发、生产和销售的科技型企业。近期该公司在接受调研时表示,公司在8英寸碳化硅衬底上已经具备量产能力,已实现了小批量销售。
天岳先进4H导电型碳化硅单晶衬底
9月5日,天岳先进在投资者关系平台上进行了更加详细的表述。在碳化硅长晶方面,天岳先进具有全自主的核心技术,实现了从2英寸到8英寸完全自主扩径,从基础原理到技术、工艺的深入积累。公司较早开展了8英寸产品制备。2022年初,公司已经实现了自主扩径制备高品质8英寸衬底。同时,公司继续在8英寸产品上做前瞻性探索,在2023Semicon论坛上,公司首席技术官高超博士报告了公司核心技术及前瞻性研发情况,通过液相法制备出了低缺陷密度的8英寸碳化硅晶体,属于业内首创。
天岳先进首席技术官高超博士介绍8英寸碳化硅液相法进展
同时,天岳先进也表示,目前下游市场还是以6英寸为主,8英寸产品是发展方向,未来一段时间内6英寸和8英寸产品并存。公司将根据下游市场需求以及与客户的合作情况合理规划8英寸产品的产能,包括公司与英飞凌开展的合作,公司将向其提供8英寸产品以助力其未来向8英寸晶圆发展。
行业内,比如wolfspeed在8英寸产品上起步较早,在美国纽约州的8英寸产品制造工厂已宣布正式启用。Coherent也宣布加快推进8英寸产品的研发与量产。不过目前,导电型碳化硅衬底仍以6英寸为主,国内外尚未实现8英寸衬底的大规模供应。
尺寸的扩大对于碳化硅而言降本意义显著。8英寸理论产出效率是6英寸的1.8~1.9倍(面积为1.78倍),据Wolfspeed,32mm2的裸芯片可切割数量可以从6英寸的448颗提升至8英寸的845颗;分别假设良率为80%、60%,有效产出颗数分别为358、507颗,若假设单车使用同样规格的芯片54颗(48颗主逆+6颗OBC),则一片晶圆理论可供6.6、9.4台车,效率提升显著。由于国内相关产业起步较晚,从以往碳化硅衬底量产节点来看,国际上4英寸碳化硅衬底量产时间比国内早10年左右,而6英寸拉近了差距,量产时间差大约在7年左右。不过随着产学研结合的模式铺开,以及相关产业的投资热潮,有望带动国内碳化硅衬底加速追赶国际领先水平。
参考资料:天岳先进官网、界面新闻、证券之星、粉体大数据研究
(中国粉体网编辑整理/长安)
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