Sic的案例
碳化硅(SiC)火爆！上半年SiC車(chē)型銷(xiāo)量超120萬(wàn)輛，本土SiC企業(yè)上車(chē)哪家強(qiáng)？
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年上半年，全球已有40款SiC車(chē)型進(jìn)入量產(chǎn)交付，結(jié)合公開(kāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，上半年全球SiC車(chē)型銷(xiāo)量超過(guò)120萬(wàn)輛。值得注意的是，目前SiC核心器件主要由歐美企業(yè)供應(yīng)，中國(guó)少數(shù)本土企業(yè)開(kāi)始嶄露頭角，而日本車(chē)企偏向于選擇日本供應(yīng)商。
相比IGBT，SiC功率器件具有更高開(kāi)關(guān)速度、更低開(kāi)關(guān)損耗、更高效率和耐用性等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為汽車(chē)最直觀的體驗(yàn)就是續(xù)航能力更長(zhǎng)，更易于輕量化車(chē)身設(shè)計(jì)。特斯拉率先將SiC用于其爆款車(chē)型Model 3上，其也成為全球車(chē)企SiC上車(chē)的代表。
不過(guò)，特斯拉在今年3月初的投資者大會(huì)上表示，將減少75%的SiC用量，一度引發(fā)SiC未來(lái)發(fā)展前景不明的猜測(cè)。但近期全球汽車(chē)市場(chǎng)卻用實(shí)際行動(dòng)表達(dá)了對(duì)SiC的支持，如全球第四大汽車(chē)集團(tuán)Stellantis近期宣布，已與多家供應(yīng)商簽訂包括SiC在內(nèi)的半導(dǎo)體合作協(xié)議，總價(jià)值超80億元；博格華納向安森美SiC產(chǎn)品下定金額超72億元；瑞薩電子也與Wolfspeed簽署了一份為期10年的碳化硅晶圓供應(yīng)協(xié)議……
從行業(yè)趨勢(shì)看，SiC上車(chē)將不減反增，日前媒體報(bào)道，中國(guó)電科SiC MOSFET累計(jì)出貨量突破1200萬(wàn)只，累計(jì)保障超過(guò)160萬(wàn)輛新能源汽車(chē)應(yīng)用需求；CleanTechnica數(shù)據(jù)顯示，今年1-5月全球SiC車(chē)型也超過(guò)了100萬(wàn)輛，SiC正迎來(lái)全速上車(chē)導(dǎo)入期。Source TrendForce分析認(rèn)為，全球SiC市場(chǎng)規(guī)模有望從2022年的16.09億美元增長(zhǎng)至2026年的53.28億美元。今天我們就來(lái)盤(pán)點(diǎn)下已有哪些車(chē)型搭載了SiC，接下來(lái)又將有哪些車(chē)型計(jì)劃搭載SiC。
上半年SiC車(chē)型交付超120萬(wàn)輛
2018年，特斯拉率先在Model 3上搭載SiC，從此拉開(kāi)了碳化硅大規(guī)模上車(chē)序幕，蔚來(lái)、比亞迪、吉利、現(xiàn)代汽車(chē)等車(chē)企紛紛跟進(jìn)。
展開(kāi) SiC有何魔力？盤(pán)點(diǎn)車(chē)企與SiC的那些事兒
——拓墣產(chǎn)業(yè)研究
SiC迎來(lái)“上車(chē)”時(shí)刻？——半導(dǎo)體行業(yè)觀察
又一車(chē)企自研碳化硅芯片，明年上車(chē)！——第三代半導(dǎo)體風(fēng)向
又一SiC汽車(chē)量產(chǎn)！國(guó)內(nèi)應(yīng)用已經(jīng)領(lǐng)先？——第三代半導(dǎo)體風(fēng)向
小鵬汽車(chē)CEO：希望做到首個(gè)量產(chǎn)配置SiC的800V高壓平臺(tái)——愛(ài)集微
奔馳SiC車(chē)型發(fā)布！對(duì)抗特斯拉“大殺器”？————第三代半導(dǎo)體風(fēng)向
從特斯拉開(kāi)始，車(chē)廠追著抱SiC大腿——半導(dǎo)體行業(yè)觀察
2021，碳化硅爆發(fā)元年——半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
SiC迎來(lái)“上車(chē)”時(shí)刻？——半導(dǎo)體行業(yè)觀察
汽車(chē)廠投資加碼第三代半導(dǎo)體——半導(dǎo)體行業(yè)觀察
又增SiC襯底廠，為韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)供貨——第三代半導(dǎo)體風(fēng)向
【簽約】同光股份戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約——河北同光晶體有限公司
SiC很火爆，但可能不賺錢(qián) ——搜狐網(wǎng)
搭載2個(gè)SiC逆變器！瑪莎拉蒂電動(dòng)車(chē)將上市——第三代半導(dǎo)體風(fēng)向
展開(kāi) SiC有何魔力？盤(pán)點(diǎn)車(chē)企與SiC的那些事兒
特斯拉
從發(fā)展歷史來(lái)說(shuō)，全球首款碳化硅功率半導(dǎo)體SiC MOSFET的推出，是在2011年。
作為“第一個(gè)吃螃蟹的人”，2016年4月，特斯拉打響了SiC MOSFET的第一
q
，至此，SiC不僅成為半導(dǎo)體廠商激烈涌進(jìn)的熱門(mén)賽道，同時(shí)也在加速進(jìn)入汽車(chē)。
2018年，特斯拉在Model 3中首次將IGBT模塊換成了碳化硅模塊。使用下來(lái)，在相同功率等級(jí)下，碳化硅模塊的封裝尺寸明顯小于硅模塊，并且開(kāi)關(guān)損耗降低了75％。而且，換算下來(lái)，采用SiC模塊替代IGBT模塊，其系統(tǒng)效率可以提高5％左右。
特斯拉的Model 3就采用了意法半導(dǎo)體和英飛凌的SiC逆變器，其也是第一家在主逆變器中集成全SiC功率模塊的車(chē)企。
據(jù)了解，特斯拉Model 3逆變器集成了意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET的功率模塊，該主逆變器需要24個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊均基于兩個(gè)碳化硅MOSFET裸片，每輛汽車(chē)總共有48個(gè)SiC MOSFET裸片，此外，包括OBC、慢充充電器、快充電樁等，都可以放上SiC。
2020年特拉斯推出Model Y，據(jù)Munro & Associates拆解分析，其動(dòng)力模塊后輪驅(qū)動(dòng)也采用了SiC MOSFET。
2021年6月11日，特斯拉最新發(fā)布了新款Model S Plaid，其最大的亮點(diǎn)是速度超越了布加迪，成為了全球最快的量產(chǎn)車(chē)型。
展開(kāi) 【科普系列】納米SiC纖維在SiCf/SiC復(fù)合材料中的應(yīng)用
l SiCf/SiC復(fù)合材料
SiCf/SiC復(fù)合材料是由碳化硅纖維、界面層和碳化硅基體三部分組成的復(fù)合材料，如圖2所示。該材料保留了碳化硅陶瓷原有的高強(qiáng)度、耐高溫等特性，又因?yàn)橐肓诉B續(xù)碳化硅纖維而韌性具有大幅提高。因此，SiCf/SiC復(fù)合材料可以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫性能要求，可以保證1200 ℃燃?xì)庖陨檄h(huán)境中的安全性能。相比于現(xiàn)階段應(yīng)用于同工況的高溫合金材料，SiCf/SiC復(fù)合材料可以有效降低部件質(zhì)量，減少冷空氣流量，顯著提升工作溫度，因而是制備高性能發(fā)動(dòng)機(jī)高溫構(gòu)件的理想材料。
圖2 SiCf/SiC復(fù)合材料
但在長(zhǎng)時(shí)間高溫使用過(guò)程中，SiCf/SiC復(fù)合材料基體會(huì)形成的孔洞和裂紋等缺陷，導(dǎo)致材料脆性大，損傷韌性不足，疲勞壽命短，難以滿足下一代發(fā)動(dòng)機(jī)材料疲勞性能的需求。因此現(xiàn)階段有必要探索微納米增強(qiáng)體多級(jí)增韌等技術(shù)途徑，開(kāi)發(fā)出更耐高溫、更高損傷容限的SiCf/SiC復(fù)合材料。
展開(kāi) 
【科普系列】納米SiC纖維在SiCf/SiC復(fù)合材料中的應(yīng)用
SiC納米增強(qiáng)體作為一維納米材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，因此將在陶瓷材料、復(fù)合材料和涂層材料等領(lǐng)域具有更加廣泛的應(yīng)用。
原文出處：
PIP工藝制備SiC晶須增強(qiáng)SiCf/SiC復(fù)合材料的性能
姜卓鈺，呂曉旭，周怡然，齊哲，高曄，趙文青，焦健
2020, 41(2): 82-88
doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2020.000081
中國(guó)SiC，“挖坑”了嗎？
來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察
SiC這幾年的發(fā)展速度幾乎超出了所有人的意料。最近幾年，在各家SiC廠商的努力下，SiC MOSFET器件已經(jīng)有了大幅的改進(jìn)，制造方法和缺陷篩查也有了一定的進(jìn)步。SiC的商用化和上車(chē)之路已經(jīng)明顯加速。
在SiC MOSFET的技術(shù)路線之爭(zhēng)上，一直有平面柵和溝槽柵兩種不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。所謂的溝槽柵，可以通俗的理解為在平面的基礎(chǔ)上“挖坑”（如下圖的示意圖比較中可以清晰的看出）。國(guó)際SiC廠商們正在通過(guò)溝槽柵來(lái)更大的發(fā)揮SiC的潛力，放眼望去，有的廠商挖一個(gè)坑，有的挖兩個(gè)坑，還有的是斜著挖，各種技術(shù)結(jié)構(gòu)層出不窮，百花齊放，也頗有看點(diǎn)。
平面柵MOSFET、羅姆和英飛凌的SiC MOSFET溝槽設(shè)計(jì)示意圖
（圖源：TechInsights）
SiC MOSFET：是平面柵還是溝槽柵？
在談SiC MOSFET之前，讓我們先來(lái)回顧下硅基MOSFET的發(fā)展歷程。在70、80年代，用于大功率的硅MOSFET采用的大都是垂直導(dǎo)電路徑和平面柵型結(jié)構(gòu)，到90年代硅MOSFET轉(zhuǎn)而開(kāi)始使用“挖溝槽”來(lái)提高效率。現(xiàn)在，在SiC MOSFET中使用溝槽結(jié)構(gòu)由于具有降低導(dǎo)通電阻的效果而備受矚目。那么，SiC MOSFET是該選擇平面柵還是溝槽柵呢？
平面柵結(jié)構(gòu)是行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最早、最廣泛、最可靠的架構(gòu)。
展開(kāi) 智芯文庫(kù) | SiC戰(zhàn)鼓擂響，中國(guó)勝算幾何？
以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展。隨著5G、電動(dòng)汽車(chē)等新興市場(chǎng)出現(xiàn)，SiC和GaN不可替代的優(yōu)勢(shì)使得相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用加速；隨著制備技術(shù)的進(jìn)步，SiC與GaN器件與模塊在需求拉動(dòng)下，疊加成本降低，SiC和GaN將迎來(lái)高光時(shí)代。
IDM強(qiáng)化SiC業(yè)務(wù)
帶頭大哥Cree蛻變
2021年3月1日，科銳（Cree）宣布完成出售LED產(chǎn)品事業(yè)部門(mén)，加上2019年5月完成照明業(yè)務(wù)出售交易，至此Cree完全蛻變成一家以寬禁帶半導(dǎo)體SiC（SiC on SiC，功率器件）和GaN（GaN on SiC，射頻器件 ）產(chǎn)品為主的公司，主要業(yè)務(wù)包括出售襯底、外延片、功率或射頻器件產(chǎn)品，并且提供氮化鎵射頻器件代工業(yè)務(wù)，囊括了寬禁帶半導(dǎo)體的所有環(huán)節(jié)。此外，公司還宣布，將在2021年底正式更名“疾狼（Wolfspeed）”。
1987
年成立的
Cree
在
SiC
和
GaN
上創(chuàng)造了多個(gè)業(yè)界第一：
1991
年發(fā)布了世界上第一個(gè)商業(yè)化的
SiC
晶圓；
1998
年推出業(yè)界首個(gè)基于
SiC
基
GaN
的
HEMT
產(chǎn)品；
2000
年
首次展示了具有創(chuàng)紀(jì)錄功率密度的
GaN MMIC
產(chǎn)品；
2002
年發(fā)布
600V
商用
SiC JBS
（肖特基二極管）；
2011
年
推出業(yè)界首款
SiC MOSFET
；
2017
年
推出業(yè)界首個(gè)
1700V SiC
半橋模塊
，并發(fā)布了
900 V/150 A
的
SiC MOSFET
芯片。
展開(kāi) 這家SiC公司是如何做到的？
好在II-VI的研發(fā)也有進(jìn)展，在2003-2010年期間，II-VI將晶體直徑從50毫米擴(kuò)大到100毫米，也發(fā)布了100毫米4HNSiC和半絕緣SiC。
圖釋?zhuān)篒I-VI 100-mm半絕緣6H SiC襯底（上）和100mm 4HN SiC襯底（下）。
2010年底，AFRL與II-VI簽訂了最大的合同——超過(guò)2000萬(wàn)美元（約1.3億人民幣），重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)和商業(yè)化6英寸的4HN SiC和半絕緣6H SiC，以及繼續(xù)將直徑擴(kuò)展到8英寸。
獲得資助后，II-VI對(duì)設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行了大量投資，包括擴(kuò)建新澤西州工廠，并且在密西西比州建立兩個(gè)制造工廠。
最終，II-VI依靠其獨(dú)家專(zhuān)利的高級(jí)物理氣相傳輸 (APVT)和軸向梯度傳輸 (AGT)晶體生長(zhǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了6英寸和8英寸SiC單晶的目標(biāo)。
II-VI分別在2013年和2014年展示了無(wú)微管100mm 6H半絕緣和150mm 4HN SiC；2015年7 月，成為了首家展示8英寸4HN SiC的企業(yè)。
2017年3月，AFRL為II-VI提供了第四個(gè)合同，為期 5 年，政府資助1200萬(wàn)美元（約7748億人民幣）。這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是提高制造效率、減少缺陷和降低成本，以生長(zhǎng)和制造200毫米的4HN SiC和半絕緣SiC。
這些無(wú)缺陷的大直徑晶體是使用新的全自動(dòng)生長(zhǎng)平臺(tái)生長(zhǎng)的，而且，II-VI成功將200mm 4HN SiC的位錯(cuò)密度降低到1881cm-2 ，其中包括598 cm-2的螺桿密度和272 cm-2的基面密度。
在半絕緣碳化硅方面，II-VI使用釩補(bǔ)償在帶隙內(nèi)引入深能級(jí)，是使用釩摻雜的半絕緣SiC唯一市場(chǎng)供應(yīng)商，其可再現(xiàn)和高度均勻的電阻率超過(guò)1011Ω·cm。
2019年10月，II-VI 在業(yè)界首次展示了200 mm的6H半絕緣SiC。
展開(kāi) SiC整條產(chǎn)業(yè)鏈，華為投全了
此前，我們報(bào)道過(guò)華為全面進(jìn)攻功率器件，包括IGBT、SiC和GaN。而華為似乎尤其看好SiC，在SiC領(lǐng)域，華為可以說(shuō)投資了一整條產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋SiC襯底、SiC外延、SiC器件、SiC襯底制造設(shè)備。華為究竟在下怎樣一局大棋？
SiC產(chǎn)業(yè)鏈一覽
SiC的產(chǎn)業(yè)鏈主要由單晶襯底、外延、器件、制造和封測(cè)等環(huán)節(jié)構(gòu)成。
SiC襯底處于寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的前端，是前沿、基礎(chǔ)的核心關(guān)鍵材料。而SiC單晶在自然界極其稀有，幾乎不存在。只能依靠人工合成制備。目前工業(yè)生產(chǎn)SiC襯底材料以物理氣相升華法為主，這種方法需要在高溫真空環(huán)境下將粉料升華，然后通過(guò)溫場(chǎng)的控制讓升華后的組分在籽晶表面生長(zhǎng)從而獲得SiC晶體。整個(gè)過(guò)程在密閉空間內(nèi)完成，有效的監(jiān)控手段少，且變量多，對(duì)于工藝控制精度要求極高。
圖源：天科合達(dá)招股書(shū)
襯底電學(xué)性能決定了下游芯片功能與性能的優(yōu)劣，為使材料能滿足不同芯片的功能要求，需要制備電學(xué)性能不同的SiC襯底。按照電學(xué)性能的不同，SiC襯底可分為低電阻率的導(dǎo)電型SiC襯底，和高電阻率的半絕緣型SiC襯底。
展開(kāi) SiC芯片市場(chǎng)將迎來(lái)大爆發(fā)
電動(dòng)汽車(chē)推動(dòng)了SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，但成本仍然是個(gè)問(wèn)題。
隨著電動(dòng)汽車(chē)以及其他系統(tǒng)的增長(zhǎng)，碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體市場(chǎng)正在經(jīng)歷需求的突然激增。
但需求也導(dǎo)致市場(chǎng)上基于SiC的器件供應(yīng)緊張，促使一些供應(yīng)商在棘手的晶圓尺寸過(guò)渡期間增加晶圓廠產(chǎn)能。一些SiC器件制造商正從4英寸晶圓過(guò)渡到6英寸晶圓。
SiC是一種基于硅和碳的復(fù)合半導(dǎo)體材料。在生產(chǎn)流程中，專(zhuān)門(mén)的SiC襯底被開(kāi)發(fā)出來(lái)，然后在晶圓廠中進(jìn)行加工，得到基于SiC的功率半導(dǎo)體。許多基于SiC的功率半導(dǎo)體和競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)都是專(zhuān)用晶體管，它們可以在高電壓下開(kāi)關(guān)器件的電流。它們用于電力電子領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中電力的轉(zhuǎn)換和控制。
SiC因其寬帶隙技術(shù)脫穎而出。與傳統(tǒng)硅基器件相比，SiC的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是傳統(tǒng)硅基器件的10倍，導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)硅基器件的3倍，非常適合于高壓應(yīng)用，如電源、太陽(yáng)能逆變器、火車(chē)和風(fēng)力渦輪機(jī)。另外，SiC還用于制造LED。
最大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)在汽車(chē)領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)汽車(chē)。基于SiC的功率半導(dǎo)體用于電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電裝置，而這項(xiàng)技術(shù)正在進(jìn)入系統(tǒng)的關(guān)鍵部分——牽引逆變器。 牽引逆變器為電動(dòng)機(jī)提供牽引力，以推動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。
對(duì)于這一應(yīng)用，特斯拉在一些車(chē)型中使用了SiC功率器件，而其他電動(dòng)汽車(chē)制造商則在評(píng)估這項(xiàng)技術(shù)。Yole Développement的分析師Hong Lin表示：“當(dāng)人們討論SiC功率器件時(shí)，汽車(chē)市場(chǎng)無(wú)疑是焦點(diǎn)。豐田和特斯拉等先驅(qū)企業(yè)的SiC活動(dòng)給市場(chǎng)帶來(lái)了許多刺激和喧囂。SiC MOSFET在汽車(chē)市場(chǎng)具有潛力。但仍存在一些挑戰(zhàn)，比如成本、長(zhǎng)期可靠性和模塊設(shè)計(jì)。”
據(jù)Yole稱，在汽車(chē)和其他市場(chǎng)的推動(dòng)下，2017年SiC功率器件業(yè)務(wù)達(dá)到3.02億美元，較2016年的2.48億美元增長(zhǎng)22%。
展開(kāi) 智芯研報(bào) | 汽車(chē)電動(dòng)化驅(qū)動(dòng)SiC市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)
由于器件電流密度高(如Infineon 產(chǎn)品可達(dá)700A/cm2)，在相同功率等級(jí)下，全SiC 功率模塊(SiC MOSFETsSiC SBD)的封裝尺寸顯著小于Si IGBT 功率模塊。
▲三菱電機(jī) Si 和SiC 功率模塊封裝對(duì)比
由于開(kāi)關(guān)損耗的降低，SiC 器件能工作于20kHz 以上開(kāi)關(guān)頻率，將夠顯著減小無(wú)源器件的體積和成本。
▲三菱電機(jī) 11kW Si 和SiC 逆變器體積對(duì)比，其中SiC逆變器的功率密度達(dá)到10W/cm3
▲典型的電動(dòng)汽車(chē)電源架構(gòu)
隨著電動(dòng)汽車(chē)以及其他系統(tǒng)的增長(zhǎng)，碳化硅（SiC）功率半導(dǎo)體市場(chǎng)正在經(jīng)歷需求的突然激增。
這便是SiC的用武之地。基于氮化鎵（GaN）的功率半導(dǎo)體也正在出現(xiàn)。GaN和SiC都是寬帶隙技術(shù)。硅的帶隙為1.1 eV。相比之下，SiC的帶隙為3.3 eV，GaN的帶隙為3.4 eV。
SiC是一種基于硅和碳的復(fù)合半導(dǎo)體材料。在生產(chǎn)流程中，專(zhuān)門(mén)的SiC襯底被開(kāi)發(fā)出來(lái)，然后在晶圓廠中進(jìn)行加工，得到基于SiC的功率半導(dǎo)體。
許多基于SiC的功率半導(dǎo)體和競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)都是專(zhuān)用晶體管，它們可以在高電壓下開(kāi)關(guān)器件的電流。它們用于電力電子領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中電力的轉(zhuǎn)換和控制。
▲碳化硅智能功率模塊
與傳統(tǒng)硅基器件相比，SiC的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是傳統(tǒng)硅基器件的10倍，導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)硅基器件的3倍，非常適合于高壓應(yīng)用，如電源、太陽(yáng)能逆變器、火車(chē)和風(fēng)力渦輪機(jī)。
另外，SiC還用于制造LED。碳化硅材料各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于硅，其禁帶寬度幾乎是硅的3倍，理論工作溫度可達(dá)600℃，遠(yuǎn)高于硅器件工作溫度。技術(shù)成熟度最高，應(yīng)用潛力最大。
碳化硅器件具有更低的導(dǎo)通電阻。
展開(kāi) 
又有SiC公司被收購(gòu)，它曾被蘋(píng)果“搞”破產(chǎn)？
8月25日，
安森美
在官網(wǎng)宣布，他們與SiC生產(chǎn)商
GTAT
達(dá)成最終協(xié)議，安森美將以
4.15億美元
（約26.87億人民幣）現(xiàn)金收購(gòu)了GTAT。
GTAT曾100%
壟斷
光伏多晶硅設(shè)備市場(chǎng)，之后據(jù)傳被
蘋(píng)果公司
搞到破產(chǎn)。破產(chǎn)后，僅用
1年
時(shí)間就將
6英寸SiC
商業(yè)化。
今天，“三代半風(fēng)向”就跟大家聊聊，
安森美
為什么看上GTAT的SiC技術(shù)？這項(xiàng)收購(gòu)對(duì)
英飛凌
有什么影響？
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近27億收購(gòu)GTAT
再投40億推進(jìn)SiC
根據(jù)公告，在收購(gòu)?fù)瓿珊螅采烙?jì)劃投資擴(kuò)大GTAT的SiC研發(fā)工作，以推進(jìn)6英寸和
8英寸SiC晶體
生長(zhǎng)技術(shù)，同時(shí)還將對(duì)更多SiC供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)進(jìn)行投資，包括
晶圓廠產(chǎn)能和封裝線
。
根據(jù)安森美前段時(shí)間的說(shuō)法，在SiC方面，2022年和2023年安森美的資本支出預(yù)計(jì)將占總收入的
12%
左右。
安森美2020財(cái)年的總營(yíng)收約為
52.55億美元
（約340億人民幣），也就說(shuō)未來(lái)安森美的SiC投資大約達(dá)到
40億
人民幣。
其實(shí)早在2020年3月，安森美就與GTAT深入合作，雙方簽署了為期
五年
、價(jià)值
5000萬(wàn)美元
（約3.23億人民幣）的SiC材料生產(chǎn)和供應(yīng)協(xié)議。
此外，GTAT也為
英飛凌和臺(tái)灣環(huán)球晶圓
供應(yīng)SiC材料，這次收購(gòu)可能會(huì)讓英飛凌等企業(yè)重新選擇其他SiC供應(yīng)商。事實(shí)上，今年5月，英飛凌已經(jīng)跟
日本昭和
電工簽訂了SiC材料多年供貨協(xié)議
（
.點(diǎn)這里.
）。
展開(kāi) 聚焦 | 產(chǎn)能大戰(zhàn)下的SIC外延片江湖
SIC襯底價(jià)格預(yù)測(cè)（元/cm2）
基于SiC襯底，外延環(huán)節(jié)普遍采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)（CVD）獲得高質(zhì)量外延層，隨后在外延層上進(jìn)行功率器件的制造。單位成本也會(huì)相應(yīng)降低！
SiC 外延片價(jià)格（元/cm2）
我們判斷，2022 年有望成為 SiC 價(jià)格下降的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)橹髁髌放菩履茉窜?chē)企開(kāi)始量產(chǎn)采用 SiC 方案的車(chē)型，如果僅考慮逆變器的使用，新能源車(chē)將消耗絕大部分 SiC 襯底產(chǎn)能，如果再把車(chē)載 OBC、充電樁、DC/DC 的 SiC 使用滲透考慮進(jìn)去，需求量將更大。
從產(chǎn)能角度來(lái)看，以特斯拉 Model3 為例估算，根據(jù)拆解圖，主逆變器中有 24 個(gè) SiC 模塊，每個(gè)模塊 2 個(gè) SiC MOSFET，共需要 48 顆芯片。一個(gè) 6 寸片面積約為 8.8 輛車(chē)所消耗的 SiC MOSFET 芯片面積，假設(shè)10%邊緣損耗和 60%良率，則單個(gè) 6 寸片足夠供應(yīng)約 4.7 輛車(chē)。Model 3/Y 2019 年交貨量 30 萬(wàn)輛，消耗 6.4 萬(wàn)片 SiC，約占當(dāng)年全球產(chǎn)能 24%。SiC 產(chǎn)業(yè)鏈在快速擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計(jì) 2025 年產(chǎn)能為 2019 年的 10 倍。
新能源汽車(chē)用 SiC 功率器件產(chǎn)能測(cè)算
這將大幅提升襯底和外延企業(yè)的產(chǎn)能利用率，到2025 年 SiC 器件價(jià)格有望下降到當(dāng)前水平的 1/4-1/3，結(jié)合電池成本的節(jié)省，SiC 的經(jīng)濟(jì)性和性能優(yōu)勢(shì)將充分顯現(xiàn)。
展開(kāi) SiC，還有一段路要走！
其他 IDM 正在考慮將硅線轉(zhuǎn)換為 SiC。Veliadis 堅(jiān)持認(rèn)為，通過(guò)調(diào)整現(xiàn)有工藝和設(shè)備并購(gòu)買(mǎi)一些關(guān)鍵的新工具，一條 150 毫米的硅生產(chǎn)線可以以大約 2000 萬(wàn)美元的價(jià)格轉(zhuǎn)換為 SiC 生產(chǎn)線。這是一種為正在努力保持滿負(fù)荷或?qū)㈥P(guān)閉的舊硅晶圓廠注入新活力的方法。
供應(yīng)商加緊
設(shè)備制造商在這個(gè)市場(chǎng)上進(jìn)行了大量投資。“Lam 在 SiC 制造的許多方面都部署了工藝工具，包括 SiC 溝槽蝕刻、介電沉積和蝕刻、厚金屬加工和器件鈍化，” Lam Research客戶支持業(yè)務(wù)集團(tuán)專(zhuān)業(yè)技術(shù)副總裁 David Haynes 說(shuō)。“今天，隨著技術(shù)在未來(lái)幾年從 150mm 過(guò)渡，我們專(zhuān)注于確保我們準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì) 200mm 的關(guān)鍵應(yīng)用。”
SiC 電力電子設(shè)備依賴于平面或基于溝槽的 MOSFET 結(jié)構(gòu)以及二極管。“在這些應(yīng)用中，關(guān)鍵的工藝步驟是在 SiC 晶圓本身上制的，”Haynes 說(shuō)。“SiC外延、高溫/高能離子注入和高溫退火是關(guān)鍵步驟。用于 MOSFET 制造的 SiC 溝槽蝕刻也很關(guān)鍵，高質(zhì)量離子注入掩模和退火 帽的沉積也很重要，以防止在退火期間從襯底中損失碳。在 BEOL 中，厚金屬加工和高性能鈍化沉積是關(guān)鍵。”
一般來(lái)說(shuō)，就蝕刻、沉積和清潔工藝而言，成熟的硅工藝工具可用于 SiC 器件制造。“但它們通常需要進(jìn)行調(diào)整才能處理 SiC 和 Si 基板，”他說(shuō)。“所有平臺(tái)的一個(gè)共同挑戰(zhàn)是晶圓處理。碳化硅襯底在紅外波長(zhǎng)下是半透明的，這意味著硅工藝工具上使用的傳統(tǒng)晶圓檢測(cè)系統(tǒng)并不總是能夠檢測(cè)到它們。因此，我們必須為我們的運(yùn)輸和工藝模塊開(kāi)發(fā)特定于 SiC 的升級(jí)包，以確保可靠的晶圓處理。同樣，在工藝過(guò)程中需要對(duì) SiC 晶圓進(jìn)行靜電夾持的情況下，Lam 開(kāi)發(fā)了優(yōu)化的算法來(lái)促進(jìn)這一點(diǎn)。
展開(kāi) 昂貴的SiC，價(jià)格何時(shí)能降下來(lái)
原因很清楚，但直到最近，SiC 主要還是一種不值得投資的利基技術(shù)。現(xiàn)在，隨著對(duì)可在高壓應(yīng)用中工作的芯片的需求不斷增長(zhǎng)，SiC 正在得到更密切的關(guān)注。與硅功率器件的其他潛在替代品不同，SiC 具有熟悉的優(yōu)勢(shì)。
SiC 最初用于晶體收音機(jī)中的檢波二極管，是最早具有商業(yè)重要性的半導(dǎo)體之一。商用 SiC JFET 自 2008 年以來(lái)就已經(jīng)面市，在極端環(huán)境下的電子產(chǎn)品中特別有用。SiC MOSFET 于 2011 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。該材料的帶隙適中，為 3.26 eV，擊穿電壓是硅的 10 倍。
不幸的是，碳化硅也很難制造。日立能源全球產(chǎn)品管理副總裁 Tobias Keller 解釋說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的 Czochralski (CZ) 增長(zhǎng)方法不可行。CZ 生長(zhǎng)在約 1500°C 的二氧化硅坩堝中熔化硅，但碳化硅的熔點(diǎn)高于 2700°C。
相反，SiC 晶體通常通過(guò)Lely 方法生長(zhǎng)。SiC 粉末在氬氣氣氛中被加熱到 2500°C 以上，然后升華到晶種（seed crystal）上。該過(guò)程給出了足夠的結(jié)果，但它容易出現(xiàn)缺陷并且難以控制。對(duì)來(lái)料 SiC 晶圓進(jìn)行檢查的工程師通常會(huì)識(shí)別出由于堆垛層錯(cuò)和其他缺陷造成的大量“死區(qū)”。
SiC 器件建立在針對(duì)預(yù)期工作電壓進(jìn)行了優(yōu)化的定制外延器件層之上。較厚的外延層可以承受更高的電壓，但它們也往往具有更多的缺陷。keller說(shuō)，在過(guò)去兩年中，晶圓質(zhì)量的提高和死區(qū)的早期識(shí)別已將整體良率提高了 30%。
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