哈勃投的第四家碳化硅企業，為什么選擇做SiC外延的它？
2021年7月8日 14:34瀏覽：2761
近日，東莞市天域半導體科技有限公司（簡稱“天域”）發生工商變更，新增股東華為關聯投資機構深圳哈勃科技投資合伙企業（有限合伙）等，注冊資本由約9027萬增至約9770萬，增幅超8%。在碳化硅領域的布局上，此前華為旗下的哈勃科技投資也已入股了山東天岳、瀚天天成等碳化硅技術廠商。
根據官網介紹，天域（TYSiC）成立于2009年，是中國第一家從事碳化硅（SiC）外延片市場營銷、研發和制造的私營企業。2010年，天域與中國科學院半導體研究所合作，共同創建了碳化硅研究所。
天域是中國第一家獲得汽車質量認證（IATF16949）的碳化硅半導體材料供應鏈企業。目前，天域在中國擁有最多的碳化硅外延爐-CVD，月產能5000件。
憑著最先進的外延能力和最先進的測試和表征設備，天域為全球客戶提供n-型和p-型摻雜外延材料、制作肖特基二極管、JFETs、BJTs、MOSFETs，GTOs和IGBTs等。
天域的宗旨是，促進第三代（寬禁帶）半導體產業的發展，成為全球碳化硅外延片的主要生產商之一，以先進的碳化硅外延生長技術為客戶提供優良產品和服務。
總的來說，這是一家在產業鏈上取得一定成就，技術實力不俗，并且有快速上馬IPO之路潛質的一家SiC外延生產企業。選擇此類企業，也是哈勃一貫的投資風格！
目前碳化硅和氮化鎵這兩種芯片，如果想最大程度利用其材料本身的特性，較為理想的方案便是在碳化硅單晶襯底上生長外延層。
碳化硅外延片，是指在碳化硅襯底上生長了一層有一定要求的、與襯底晶相同的單晶薄膜（外延層）的碳化硅片。實際應用中，寬禁帶半導體器件幾乎都做在外延層上，碳化硅晶片本身只作為襯底，包括GaN外延層的襯底。
我國SiC外延材料研發工作開發于“九五計劃”，材料生長技術及器件研究均取得較大進展。主要研究單位有中科院半導體研究所、中電集團13所和55所、西安電子科技大學等，產業化公司主要是東莞天域和廈門瀚天天成。目前我國已研制成功6英寸SiC外延晶片，且基本實現商業化?？梢詽M足3.3kV及以下電壓等級SiC電力電子器件的研制。不過，還不能滿足研制10kV及以上電壓等級器件和研制雙極型器件的需求。
1.材料的性能，即物理性能：禁帶寬度大、飽和電子飄移速度高、存在高速二維電子氣、擊穿場強高。這些材料特性將會影響到后面器件的性能。
2. 器件性能：耐高溫、開關速度快、導通電阻低、耐高壓。優于普通硅材料的特性。反映在電子電氣系統和器件產品中。
3. 系統性能：體積小、重量輕、高能效、驅動力強。
碳化硅的耐高壓能力是硅的10 倍，耐高溫能力是硅的2 倍，高頻能力是硅的2 倍；相同電氣參數產品，采用碳化硅材料可縮小體積50%，降低能量損耗80%。
這也是為什么半導體巨頭在碳化硅的研發上不斷加碼的原因：希望把器件體積做得越來越小、能量密度越來越大。
我們都知道，芯片設計企業得產能者得天下，這也是華為哈勃近期不斷布局的原因。
縱觀SiC產業鏈，雖然我國投資的碳化硅襯底項目已經有30多個，但是市場需求量最大的6英寸N型碳化硅晶片依然嚴重依賴進口。國產的產品尚無法進入主流的供應鏈，碳化硅襯底和外延的成本目前占到碳化硅模塊總成本的50%以上，如果該問題不得到解決，我國碳化硅產業相比于美國很難有什么太大的競爭力。
相比襯底，外延仿佛是個很好切入的市場，一方面，外延環節技術較為單一，主要過程為在原SiC襯底上生長一層新單晶。是整個產業鏈中附加值和技術門檻最低的環節，另一方面外延環節依賴成熟的設備(目前業界主流設備為Aixtron等公司提供的CVD設備)，氣相沉積流程通過流量計嚴格控制，業界和設備商有相對成熟的技術。
同時，國內廠商技術與國外先進水平差距目前來看不是非常大，與瀚天天成為例，已經可以與昭和電工的產品在全球多個市場競爭。
瀚天天成和東莞天域是國內SiC外延的主要廠商，其中瀚天天成為國內外延龍頭企業，瀚天天成在外延工藝環節積累了一定的Know-how，相對走的稍快一些，但天域也是緊隨其后。雖然，目前國內廠商在長厚膜高壓器件，在更高功率、高電流、高電壓器件結構相關的外延技術上仍有提升空間，在產能和工藝優化上仍有提升空間，成本還需要進一步控制，但在外延市場，國產企業已經能占有一席之地了。
碳化硅外延片生產的國外核心企業，主要以美國的Cree、 DowCorning、II-VI、日本的羅姆、昭和電工、三菱電機、德國的Infineon 等為主。其中，美國公司就占據全球70-80%的份額。技術上也在向6英寸為主的方向過渡。
國外主要的外延片企業代表企業昭和電工，目前產品已經應用于豐田集團旗下主要生產汽車空調、點火、燃油噴射等系統的DENSO（電裝）公司用于燃料電池電動車的下一代增壓動力模塊制造。近期英飛凌科技公司與昭和電工簽訂了一份包括外延在內的多種SiC材料（SiC）的供應合同，以滿足英飛凌目前SiC基產品不斷增長的需求。
國內碳化硅外延片的生產商，主要瀚天天成、東莞天域、國民技術子公司國民天成、世紀金光，以及國字號的中電科13所和55所。以及實現 SiC 從材料到封裝一體化的半導體公司三安集成等。目前國內外延片也是以提供4英寸的產品為主，并開始提供6英寸外延片。2019 SiC外延片折算6英寸產能約為20萬片/年。
三安集成是全球少數實現 SiC 從材料到封裝一體化的半導體公司。目前，三安集成是繼科銳、羅姆后，全球少數實現 SiC 垂直產業鏈布局的廠商，在國內更是行業先驅者。
三安集成長沙項目加碼 160 億投資 SiC 等第三代化合物半導體，搶先卡位布局。2020 年 6 月，公司公告在長沙高新技術園區成立子公司，投資160億元于SiC等化合物第三代半導體項目，包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產業鏈。長沙投資的具體項目的產品包括 6 寸 SiC 導電襯底、4 寸半絕緣襯底、SiC 二極管外延、SiC MOSFET 外延、SIC 二極管外延芯片、SiC MOSFET 芯片、SiC 器件封裝二極管、SiC 器件封裝 MOSFET。該項目 2020 年 7 月開工，計劃 2021 年 6 月試產，預計 2 年內完成一期項目并投產，4 年內完成二期項目并投產，6 年內達產。
該公司已經形成3英寸、4英寸以及6英寸的完整碳化硅半導體外延晶片生產線，并滿足600V、1200V、1700V器件制作的需求。2014年5月29日，瀚天天成首批產業化的6英寸碳化硅外延晶片在廈門火炬高新區投產，并交付第一筆商業訂單產品，成為國內首家提供的商業化6英寸碳化硅外延晶片。
目前，瀚天天成投資13.4億元的二期項目也在快速建設中，二期項目還將完成高品質6英寸碳化硅外延片的研發，實現外延表面致命缺陷密度＜0.5cm-2、外延片內摻雜濃度均勻性＜5%、表面大于0.3μm的顆?！?0個，同時還將建設2個生產服務設施用房及3個通用廠房以及一些土建項目。
2012年就實現了年產超2萬片3英寸、4英寸碳化硅外延晶片的產業化能力，目前也可提供6英寸碳化硅外延晶片。
目前，天域在中國擁有最多的碳化硅外延爐-CVD。月產能 5000件。憑著最先進的外延能力和最先進的測試和表征設備，我們為全球客戶提供 n-型 和 p-型 摻雜外延材料、制作肖特基二極管、JFETs、BJTs、MOSFETs，GTOs 和 IGBTs等。
公司宗旨是促進第三代（寬禁帶）半導體產業的發展，成為全球碳化硅外延片的主要生產商之一，以先進的碳化硅外延生長技術為客戶提供優良產品和服務。
目前，在低中壓領域碳化硅外延已經相對比較成熟，未來方向主要就是低成本化。同時，結合一些器件結構需要，開發一些特殊的外延工藝。再一個就是加快國產化設備的研發，國產化設備的國產化其于成本的控制是非常有利的。
高壓領域在應用牽頭，政策給予支持，全產業鏈協同攻關下，相信高壓領域也會盡快的走向市場化。特別是華為在SiC領域的頻頻布局，相信會越來越好！
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