SiC技術
關注創建者：匿名 創建時間：2022-03-08
SiC技術的實例教程
MPZ（多參數和區域控制）是住友溶液生長技術的
關鍵之一
，簡單來說，它是利用仿真和監測技術，對各種參數進行調整，以實現更好地晶體質量。
“三代半風向”花了2天時間研究，發現MPZ技術還挺復雜的，所以希望大家有耐心往下看。
與新日鐵共研
差點賣給昭和電工
在介紹
MPZ
技術前，先講講
住友
的
溶液長晶技術的
來源
。
2012年10月1日，
新日鐵公司
和
住友金屬公司
開始合并，建立了新日鐵住友金屬公司。在合并前，新日鐵主要走PVT法路線，住友金屬主要研究LPE長晶法。
2007 年，新日鐵開發了
4英寸
SiC晶片，2009年
開始從事
SiC晶片業務。2011年12月，新日鐵公司在實驗室中開發了
6英寸
的碳化硅單晶；2012年3月，還將4 英寸以下 SiC晶片產能增加
2倍
，達到
1000片/月
。
住友電氣很早就開發MPZ生長技術，2017年10月就量產
EpiEra SiC外延片
，實現了
99%
無缺陷區(DFA)，消除了表面缺陷和基面位錯(BPD)。
合并后，新日住金公司開展了
2條
路線的SiC長晶技術研發。
但是由于2017年日本經濟出現問題，當年8月份，新日住金宣布退出碳化硅領域，將PVT法相關資產
轉移
給
昭和電工
。
昭和電工
是從2005年開始研發生產SiC外延片，2017年的月產能為
3000
片，獲得新日住金的SiC晶體生長技術后，昭和電工的產業鏈條更為完整，也有助于
進一步提高
碳化硅產品的質量。
新日鐵退出后，住友繼續研發溶液長晶法。
展開 4月21日，YES Power Technix宣布與韓國電子技術研究院（KERI）達成技術轉讓協議，將耗資
20億韓元（約1163萬人民幣），
獲取
KERI的SiC MOSFET（
溝槽結構
）技術。
Yes Power公司 CTO Eun-ikik Jeong說：
“采用轉讓技術的溝槽mosfet產品將在今年推出，并向電動汽車和家用電器客戶進行展示。
”
據介紹，KERI為Yes Power提供了一套全面的技術包，其中包括用于產品商業化的各種測量和分析技術，以及用于開發“溝槽結構SiC MOSFET”的原始技術。從設備購買到大規模生產線建設，KERI將提供全程幫助。
2014年就轉讓SiC技術
檢測設備比日本便宜一半
這次轉讓公告提到了
2個關鍵信息，一是KERI的SiC MOSFET，二是相關檢測分析技術。
2014年6月，KERI曾介紹了他們開發的1200V/40A高壓SiC MOSFET器件，其中提到，最大擊穿電壓超1700V，導通電阻特性小于
55mΩ㎝2
，電流密度為
187A /㎝2
。
獲取相關PDF，請發送私信“韓國”，或添加助手微信（hagnjiashuo666）。
當時，
KERI就表示，已經將碳化硅
設計和制造技術轉讓給半導體公司
，
我們
猜測就是轉讓給
YES POWER
。
檢測技術方面，今年3月，KERI宣布，他們已經開發了一種劃時代的技術，可以在早期階段分析和評估碳化硅材料中的缺陷。
展開 據日本科技媒體報道，AIST開發了一項高速SiC晶片拋光技術，可以將速度提升12倍，大幅降低成本，該技術即將導入6英寸SiC晶圓的集成加工工藝中：
▲速度更快：傳統轉速50 rpm，新技術達到700rpm。
▲多片拋光：傳統方式只能單片研磨，新技術可以同時多片加工。
▲節省材料：不需要研磨液，只需要水。
速度提升12倍！
高速SiC晶片拋光成本更低
前段時間（8月份），
日本產業技術綜合研究所（AIST）
宣布，他們開發了一項SiC晶片高速拋光技術。
據介紹，這項技術的鏡面拋光速度比以往快12倍，因此可以大幅縮減SiC晶片加工時間，
降低成本
。
圖：高速拋光的6英寸碳化硅晶片外觀。
AIST是如何做到的呢？
由于SiC晶片是一種高剛性且脆性的材料，為此迄今為止，即使采用金剛石研磨液進行拋光也無法提高研磨速度，因為研磨液會產生摩擦熱。目前，主要是通過研磨進行單晶片加工，直至實現鏡面加工（表面粗糙度Ra≈1 nm），但生產效率不高。
為了加快拋光過程，AIST聯合瑞穗和富士越機械工業開發了新的SiC晶片拋光技術，該技術采用了2種設備：瑞穗將金剛石磨石成型為平臺，制成了固定磨粒平臺；同時結合了富士越制造的高速高壓研磨裝置。
圖：瑞穗的固定磨粒平臺和富士越的高速高壓拋光裝置。
結果證實，當使用固定磨粒平臺時，即使在700rpm時平臺旋轉速度也與拋光速度成正比。而且，新技術的拋光速度比使用研磨液（負載200 g/cm2，轉速50 rpm）的典型加工條件快約 12倍。
同時，采用新技術，拋光后的SiC晶片Ra約為0.5 nm，實現了與傳統鏡面研磨工藝相同的表面質量。
展開 前段時間，全SiC無線充電引發了汽車行業熱議，最近，又有企業進入涉足SiC無線充電。
據介紹，他們將推出44 kW的無線充電站，采用SiC技術后，效率高達95%，充電速度提升了14倍，而且還可以為電動車縮小50%的電池容量。
目前，寶馬、奧迪、奔馳、日產和比亞迪、北汽、榮威等十幾家企業已經在開發無線充電方案，寶馬預測，未來10年內，無線充電將全面鋪開。
插播：我們的會議將在9月9日召開，英飛凌、三菱電機等大企業將帶來重磅演講，參會請點左下角“閱讀原文”。
充電速度提升14倍
SiC方案效率達95%
7月7日，德國Tesvolt收購了Stercom的部分股權，以將推動電動汽車、公共汽車和卡車采用無線充電。
據介紹，Tesvolt是一家儲能企業，已經實施了2200多個存儲項目，并擁有近100名員工。Stercom成立于2014年，是無線充電、儲能設備、大電流測試系統的企業。
Tesvolt表示，他們收購Stercom有兩個原因。首先，他們認為無線充電是電動汽車充電的未來。其次，Stercom擁有關鍵技術。
目前，市面上最好的無線充電功率只有3.2kW，Stercom將推出44 kW的感應充電站，這意味著充電速度提高了14倍。
與此同時，Stercom的碳化硅技術可以將無線充電效率提升至95%，并且線圈之間的距離可以長達20厘米，“市場上其他供應商無法做到”。
有了這么高效的充電技術，他們未來將推出高達200 kW的感應充電方案，使得汽車可以在行駛中利用太陽能充電。它的好處是可以讓電動汽車變得更便宜、更輕，因為采用這種感應充電技術后，汽車不再需要大電池，電池尺寸將縮小一半。
展開 其中，SiC、GaN 電力電子產值規模達 44.7 億元，同比增長 54%；GaN 微波射頻產值達到 60.8億元，同比增長 80.3%。
近年來，國內在第三代半導體及其襯底方面為了趕上國外的步伐投入很大，但僅分散在功率器件應用領域；IDM和代工服務方面，與國際上量產6英寸，正在建設8英寸量產工廠的水平還存在差距。另外，門檻更高的碳化硅將長期以IDM為主，在美日兩家獨大的產業格局下，中國廠商的機會也受到了一定的擠壓。
在我國政策力度的帶動下，國內第三代半導體材料的主流企業積極布局，市場容量擴大且產業鏈合作水平不斷提高。中電科55所已是國內少數從4-6寸碳化硅外延生長、芯片設計與制造、模塊封裝領域實現全產業鏈的企業單位。而泰科天潤已經量產SiC SBD，產品涵蓋600V/5A～50A、1200V/5A～50A和1700V/10A系列。深圳基本半導體則擁有3D SiC技術，推出了1200V SiC MOSFET產品。瀚薪獨創集成型碳化硅JMOSFET結構技術，推出全球唯一量產的SiC JMOS產品，實現了碳化硅的DMOSFET和JBS（肖特基二極管）的芯片內集成。另外值得關注的是，近年來，SiC晶片作為襯底材料的應用正在逐步走向成熟，成本呈現明顯下降趨勢，具備了大規模產業化應用的基礎。
2. 碳化硅(SiC)的前世今生！
SiC作為半導體材料具有優異的性能，尤其是用于功率轉換和控制的功率元器件。與傳統硅器件相比可以實現低導通電阻、高速開關和耐高溫高壓工作，因此在電源、汽車、鐵路、工業設備和家用消費電子設備中倍受歡迎。雖然SiC最后通過人工合成可以制造，但因加工極其困難，所以SiC功率元器件量產化曾一度令研究者們頭疼。
※ 啥是碳化硅（SiC）？
展開 
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SiC模塊技術不僅對于提供可持續能源解決方案（如太陽能逆變器和儲能）所需的電力電子產品至關重要，其在涉及電機驅動、電源和機器人的工業電源控制應用中同樣發揮著重要作用。”
流體速度流線
仿真助力解決熱問題
組件和系統的電力電子性能與設計和制造中使用的材料（即導體、半導體和絕緣體）有關，因為它們提供不同程度的導電性。
輕量化與高效化：采用扁線電機、SIC電控等新技術，進一步降低電機重量和提升效率。特斯拉、小鵬等車企的實踐表明，這些技術可顯著提升車輛性能和續航里程。
復雜控制算法：雙電機系統結構更復雜，需要更先進的動力耦合裝置和控制算法。例如，現代E-GMP平臺在雙永磁電機基礎上增加離合器，減少機械摩擦損耗和鐵耗。
多樣化應用：雙電機技術不僅應用于乘用車，還在商用車、高性能跑車等領域得到廣泛應用。
wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><br></p><p><strong>逆變器驗證模型</strong></p><p><br></p><p>輸入: DC 700V， 輸出：50kVA， 逆變器采用SiC-MOSFET技術，采用風扇和散熱片冷卻</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/x0yLiaf5fF6zUKZ6L2vjBdwSN85joBDiahCwAd7KyZHcZ9bibb7urLk5pFXoRcMkHicYTR0AkQwfEczN0STiaGKBngg
本文從熱角度分析 SiC 技術設計方案的關鍵影響因素，這為發展針對 SiC 器件工作特點的高可靠互連封裝技術提供參考依據。
基于新能源整車需求，車規SiC功率模塊封裝技術向著低雜感、高散熱、集成化、高可靠方向發展，主流SiC功率芯片以Wolfspeed、ST、Rohm、Infineon的溝槽柵結構為代表，批量應用前景廣闊。
近年來，隨著新能源汽車滲透率穩步抬升的同時，頭部車企對于碳化硅功率半導體試水的速度、廣度和深度不斷推進，碳化硅上車的呼聲越來越高。
據業內資深機構最新估計，隨著眾多基于800V及以上高壓平臺架構的新能源汽車已經進入量產階段，以及隨著氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊產能提升成本價格下探，到2030年將有超過75%的新能源電動汽車電子功率器件領域采用AMB氮化硅陶瓷覆銅基板工藝升級的SiC功率模塊技術。
在SiC MOSFET的技術路線之爭上，一直有平面柵和溝槽柵兩種不同的結構類型。所謂的溝槽柵，可以通俗的理解為在平面的基礎上“挖坑”（如下圖的示意圖比較中可以清晰的看出）。
但隨著 SiC 技術的進步，SiC 器件的高溫運行能力所帶來的優勢足以彌補現階段 SiC 的成本問題。目前商用的 SiC 肖特基二極管受限于傳統塑料封裝形式，其額定工作結溫上限僅能達到 175℃。
▲全球汽車廠商部分車型逆變器技術碳化硅SiC功率模塊量產時間
現如今，隨著新能源電動汽車爆發式增長，氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊，對提升新能源汽車加速度、續航里程、輕量化、充電速度、電池成本5項性能尤為重要。全球眾多汽車廠商在新出的新能源電動汽車車型上，大都采用了或者準備采用氮化硅陶瓷基板升級SiC功率模塊。
Arche公司代表徐尚俊表示，“Arche通過高性能的設備，多年薄膜工藝的Know how，分析系統的最優化，確保了高品質的量產技術“，并稱“在下一代電力半導體市場，阿凱是SiC Epi的專業企業，將引領國內SiC材料技術國產化。”
