SiC技術的案例
住友SiC技術揭秘：6英寸、“無缺陷”、速度提升5倍！
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 花1100+萬轉讓技術，汽車級SiC MOSFET新玩家來了！
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 日本SiC技術又開掛了？
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 寶馬：這項技術將全面鋪開！SiC可提升14倍效率
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 
第三代半導體技術競爭白熱化！碳化硅(SiC)的前世今生！
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 這款SiC MOS為何這么強？
隨著
羅姆半導體
的
SiC技術“上車”
速度越來越快，他們將產能擴大了
5倍
，2021年5月還提出了一個“大目標”——獲得
全球30%SiC市場
。
溝槽柵SiC MOSFET是羅姆實現這一目標的“殺手锏”之一，尤其是其第4代SiC MOSFET。
據透露，該產品在2020年完成開發，就已有超過30家公司詢價。近日在其官網上已發布了具體的產品陣容。
今天，我們就跟大家剖析一下，羅姆的第4代SiC MOSFET有哪些過人之處
2021年8月 吉利汽車集團與羅姆半導體集團締結以碳化硅為核心的戰略合作伙伴關系
羅姆SiC火力全開
獲吉利、緯湃等眾多車企青睞
1月10日，緯湃科技宣布，他們的
800V SiC逆變器
獲得了北美某汽車制造商的大訂單，訂單價值超
過72億
元人民幣。
“三代半風向”了解發現，緯湃的SiC技術首選供應商是
羅姆
。
根據緯湃2020年6月的公告，他們將與羅姆合作開發
800V和400V
SiC 逆變器解決方案，并計劃于2025 年開始生產
第一臺SiC逆變器
。
事實上，羅姆的SiC技術已經在
新能源汽車領域
“火力全開”。據了解，目前包括吉利以及北美某汽車制造商在內的眾多車企都已經采用了羅姆的SiC
器件
或SiC
襯底
。
展開 智芯文庫 | SiC產業鏈中外延技術分析
公司表示在化合物半導體SiC/GaN 的刻蝕中存在諸多挑戰，包括刻蝕的寬縱比、特殊的刻蝕輪廓的控制、刻蝕的選擇性以及過高/過低的刻蝕速率。公司的干法刻蝕解決方案在這些要求中展現了卓越的表現和良率。
能訊半導體率先在國內開展了GaN 材料與器件的研發與產業化，公司擁有先進的GaN-on-Si 以及GaN-on-SiC 外延工藝，可以滿足微波功率器件及電力電子器件的應用需求。在制造方面，公司有用亞微米柵極技術、鈍化層技術、襯底減薄VIA 通孔技術等。公司目前在昆山擁有6,000/年3” GaN 晶圓片的產能。
中車時代電氣為中國中車子公司，在功率半導體方面處于國內領先水平。半導體相關器件主要用途為軌道交通、輸變電及新能源領域。2018 年1 月實現國內首條6” SiC芯片生產線技術調試完成，2 月產線已正式開始流片。該項目總投資為3.5 億元，可實現4”及6” SiC SBD、PiN、MOSFET 等器件的研發和制造。
應用領域
從終端應用層上來看在碳化硅材料在高鐵、汽車電子、智能電網、光伏逆變、工業機電、數據中心、白色家電、消費電子、5G通信、次世代顯示等領域有著廣泛的應用，市場潛力巨大。
在應用上，分為低壓、中壓和高壓領域
在低壓領域：主要是針對一些消費電子，比如說PFC、電源；舉例子：小米和華為推出來快速充電器，所采用的器件就是氮化鎵器件。
在中壓領域：主要是汽車電子和3300V以上的軌道交通和電網系統。舉例子：特斯拉是使用碳化硅器件最早的一個汽車制造商，使用的型號是model3。
在中低壓領域，碳化硅和氮化鎵為競爭關系，更傾向于氮化鎵。
展開 800V電驅動系統詳細解析 800V電驅動系統設計技術詳解
碳化硅 (SiC) 技術的應用，為 800 V 系統提供了實現這兩個目標的可能性。
眾所周知，SiC功率器件比硅Si更高效，因為輕載導通損耗和開關損耗都更低。SiC技術可實現更高的開關頻率，從而通過降低諧波損耗來提高電機的效率。SiC半導體材料特性、效率優化的模塊設計以及改進的控制技術相結合，組成了由逆變器 和電機組成的高效牽引系統。
【熱點】純電動汽車800V是蛻變？還是嘩眾取寵？800V電驅動系統詳細解析！
上述分析基礎是一個 800 V 系統，逆變器中使用了 SiC MOSFET。特征曲線在圖2 展示了 SiC 技術在逆變 功率模塊中的關鍵作用，作為實現最高系統效率的關鍵因素。圖2 進一步表明，系統級的最佳開關頻率必須定義為提高效率（平衡點）的影響因素。
與Si逆變相比，SiC逆變技術的全部潛力基于開關頻率和壓擺率高10倍的可能性。圖3演示了電壓壓擺率 (dv/dt) 對逆變損耗的影響。
帶有 SiC MOSFET 的高效 800 V 牽引系統的當前開發研究了如何在不產生額外的干擾的情況下使用 SiC 技術的潛力（參見第 3 章和第 4 章），為了充分發揮 SiC 技術的潛力，必須考慮系統在高開關頻率和高電壓壓擺率下的電磁兼容性 (EMC) 以及噪聲振動 (NVH) 問題。如圖2所示，特別是較低的開關頻率對 NVH 具有關鍵影響。
展開 技術 | SiC技術器件和應用
來源：電力電子技術與新能源
往期回顧
1.300mm晶圓，3萬顆/片！走進博世耗資10億歐元的德累斯頓晶圓廠一探究竟！（含視頻）
2.??“第三代半導體”資料包合集
3.規劃1500億！
又一批汽車OBC采用碳化硅；國產裝車量30萬只/月？
其中，采用SiC技術后，雙向OBC的散熱成本可降低三分之一。
對于雙向OBC來說，功率越高，碳化硅所帶來的節約也就越多。以
22 kW
雙向
SiC基OBC
為例，系統成本可以節省超過30美元（約190元人民幣），整個生命周期可節省
近3500元人民幣
。
其次是
體積和效率
。
據李潤華介紹，采用SiC技術，車載雙向OBC體積可
減小20%以上
，節省了電動汽車空間\重量，除了能夠降低系統成本，整車系統也更容易實現
多合一小型集成化
。同時，碳化硅方案比普通雙向OBC效率
高2%-3%
。
談及碳化硅器件的應用情況時，李潤華透露，“我司的碳化硅MOS已被國內多家車企客戶大批量應用。”
車載充電機一般為兩級電路，前級為圖騰柱無橋PFC（Power Factor Correction）級，后級為DC/DC級。愛仕特產品組合已可完全支持雙向OBC，以及單個PFC 和 DC/DC級。
愛仕特SiC MOSFET的OBC產品應用案例
國產碳化硅上車首先是技術過硬，目前，多家國產企業的SiC MOSFET技術實力已經是實現領先。以愛仕特為例，據李潤華介紹，愛仕特自主設計的
第三代6英寸SiC MOSFET平面結構芯片
的導通電阻最低可到
12毫歐
，單芯片最大電流可達120A。
據了解，
愛仕特
擁有
10多年
的 SiC 器件與系統的設計和開發經驗，可幫助客戶降低技術門檻，助力設計人員在其新一代OBC 中采用出色的 SiC 器件。而且愛仕特提供 SiC 功率器件、SiC 系統和技術專長的豐富選擇并形成
組合拳
，可快速開發出能在現場可靠運行的穩固耐用的設計拓撲。
展開 
智芯文庫 | 大功率SiC MOSFET逆變器驅動技術
| 來源：電力電子技術與新能源
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第三代半導體的明日之星-SiC碳化硅
干凈能源時代來臨，電動車將取代傳統燃油車
漢民SiC制程研發成果及挑戰
漢民科技為了發展第三代半導體，成立SiC部門專責研發SiC技術，自行設計長晶爐 (6’’SiC Furnace)，經過2000℃-2500℃的長時間長晶 (SiC Boule) 完成，晶錠開始定位加工 (SiC Boule Machining)，成為標準圓柱形，接著進行復線切割，移除晶體表面的損傷層 (Slicing/Lapping)，最終利用化學機械研磨 (CMP)，產出粗造度小于0.1奈米、微孔缺陷 (Microp
ipe) 密度小于每平方公分0.06個晶圓，目前正朝商業化量產的目標前進。
展開 這項SiC技術“牛”在哪里？
英飛凌收購的這項技術，可以將碳化硅晶圓產能
提升三倍以上
，同時每片晶圓損失
低至80μm
，而且晶圓減薄僅需幾分鐘，
可
節省90%材料
。
插播：加入第三代半導體大佬群，請加微信：hangjiashuo666
本來不想做材料
一動心就花了近10億
2018年11月，
英飛凌
耗資
1.24億歐元
（約9.45億人民幣）
，收購了一家
晶圓切割
公司
Siltectra
。
在談及收購原因時，英飛凌IPC事業部總裁Peter Wawer表示，碳化硅對英飛凌具有重要的戰略意義，本來他們不想介入材料環節去做長晶、切割，但由于碳化硅供應存在瓶頸，于是他們就去尋找解決方法。
據Wawer介紹，當時一片6英寸的碳化硅晶圓的市場價格超過1000美元（約6500元人民幣），而碳化硅在鋸切過程中，大約一半的材料會損耗掉，“產生的鋸末相當昂貴”。
通過調查，英飛凌發現Siltectra的冷切割技術很“有趣”。
根據Siltectra的說法，他們的技術能夠“將SiC晶圓的良率提高90%，在相同碳化硅晶錠的情況下，它可以提供3倍的材料，可生產更多的器件，最終SiC器件的成本可以降低20-30%。”
于是，英飛凌就花錢把它收購了。
晶圓產能提升300%+
Siltectra成立于2010年，它研發了一種冷切割
（Cold Split）
晶圓技術，可將各種類型的晶錠分
割
成晶圓。2017年11月，Siltectra在德國德累斯頓建立了一條SiC Cold Split試驗線。
展開 SiC車型或明年推出
募資116億元
明年或推SiC車型
根據招股書，小鵬汽車將募資140億港元（約116億人民幣），其中，約45%資金用于拓展公司的產品組合及開發更先進的技術，大約10%用于擴大生產能力。
這次上市后，小鵬汽車明年有望推出SiC車型。而在去年，小鵬汽車在SiC方面就高頻亮相。
在接受媒體采訪時，小鵬汽車副總裁劉明輝博士將功率器件列為公司下一步要提升的方向，他還表示，“我們希望在2022年、2023年左右，小鵬能夠采用和SiC相關的產品”。
同時，小鵬汽車也非常關注SiC模塊的國產化。2020年11月11日，小鵬汽車電控團隊到訪廣東省大灣區集成電路與系統應用研究院，表達了對SiC功率半導體未來前景的看好。據透露，小鵬已經布局了第三代半導體的電控方案規劃，也在積極尋找國內的模塊供應商和電控解決方案公司。
據小鵬汽車動力總成中心IPU硬件高級專家陳宏介紹，SiC技術的應用與整車續航里程的提升有著緊密的聯系。相比硅基IGBT，SiC MOSFET具有耐高溫、低功耗及耐高壓等特點。采用SiC技術后，電機逆變器效率能夠提升約4%，整車續航里程將增加約7%。
小鵬汽車電機控制專家王飛也指出，采取SiC器件等一系列電控技術，可提高汽車續航里程。在低負荷情況下，相比IGBT，SiC器件帶來的效率提升可以達到5%以上，在中大扭矩區，SiC器件效率可提升1%-2%，而絕大部分的工況都處于中低速小扭矩區，因此應用SiC器件后，車輛續航會有明顯的效率提升，總續航可以提升20公里以上。
不過，陳宏也指出，雖然SiC有著諸多優點，但也面臨諸多挑戰，如器件成本、良率、EMC、模塊封裝、散熱設計等。
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