山东粤海金半导体科技有限公司(下文简称“粤海金”)于昨日(11/20)宣布自主研制的SiC单晶生长炉上成功制备出直径超过205毫米的8英寸导电型SiC晶体,晶体表面光滑无缺陷,厚度超过20毫米,同时已经顺利加工出8英寸SiC衬底片。
粤海金是高金富恒集团旗下专门从事第三代半导体材料——SiC衬底片材料研发与生产的产业化公司。目前主要产品为6英寸导电SiC衬底片,同时致力于更大尺寸的导电型衬底片/半绝缘型衬底片的工工艺研发。
除了粤海金,今年不少厂商都在加速SiC衬底从6英寸转向8英寸的进程,为何企业对8英寸如此着迷?
从市场需求上看,SiC作为第三代半导体材料,在车载功率器件领域的优异表现,受到了市场的追捧。搭载了SiC功率器件的车型,充能时间显著缩短、续航里程增加,用户使用体验得到提升。
在近日举办的广州车展上,有不少车企推出了新款车型。其中比亚迪仰望系列、吉利银河E8、极氪007等广受欢迎的车型都能看见SiC的影子,未来高压SiC平台或将成为新电车的标配。
不过受SiC衬底生产难度大的限制,加上市场的需求增大,SiC供货或将越发紧张。据三安光电此前预测,2025年SiC预计存在约400万片的产能缺口。
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图片来源:拍信网正版图库
为了缓解产能不足的问题,市场不得不将目光从6英寸转向8英寸。Wolfspeed数据显示,从6英寸升级到8英寸,合格芯片产量可以增加80%-90%。
从产业链结构上看,SiC器件的成本主要由衬底、外延、流片和封测等环节形成。SiC衬底在整个SiC器件成本中占比最高,达45%,而排名第二的外延也不超过30%,差距较大。想要有效降低SiC器件的成本,最优解是降低SiC衬底的生产成本,而采用8英寸衬底可以将单位综合成本降低50%。
从技术面来讲,随着工艺的日渐完善,6英寸向8英寸扩径的驱动力将越发强劲。据TrendForce集邦咨询此前表示,目前SiC产业以6英寸为主流,占据近80%市场份额,8英寸则不到1%。8英寸的晶圆尺寸扩展,是进一步降低SiC器件成本的关键。若达到成熟阶段,8英寸单片的售价约为6英寸的1.5倍,且8英寸能够生产的晶粒数约为6英寸SiC晶圆的1.8倍,晶圆利用率显著提高。
此外,TrendForce集邦咨询表示,在8英寸方面,近年来国际大厂积极推进8英寸产线建设,现阶段仅Wolfspeed一家步入量产,且实际进展并不如预期。
6英寸转向8英寸的产业趋势明显,结合国际形势,8英寸SiC衬底蕴含着国内厂商实现弯道超车的机遇。
据此前统计,国内有10家企业在研发8英寸衬底,包含烁科晶体、晶盛机电、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、天科合达、科友半导体、乾晶半导体、湖南三安、超芯星等。这些企业近年来在8英寸SiC衬底的研发与生产方面,或多或少取得了一些成果,并积极加大投入力度,以争取先机。
随着国内越来越多的厂商在8英寸衬底领域取得进展,国内8英寸替代6英寸成为主流的时间将会一步步缩短,同时伴随相关技术突破增多,国内企业与国外大厂的技术差距将逐渐减小,国内企业的国际市场竞争力将逐步提高。(集邦化合物半导体Rick)
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