如何建设网站知乎,网站开发公司计划书,北京东城网站建设公司,wordpress调用id数据SiC的分类和用途
根据电阻率不同#xff0c;SiC衬底晶片可分为导电型和半绝缘型。
SiC衬底晶片主要用来做成高压功率器件和高频功率器件。其中#xff0c;导电型SiC衬底晶片经过SiC外延后#xff08;SiC基SiC外延片#xff09;#xff0c;主要应用于制造耐高温、耐高压的…SiC的分类和用途
根据电阻率不同SiC衬底晶片可分为导电型和半绝缘型。
SiC衬底晶片主要用来做成高压功率器件和高频功率器件。其中导电型SiC衬底晶片经过SiC外延后SiC基SiC外延片主要应用于制造耐高温、耐高压的功率器件市场规模较大半绝缘型SiC衬底晶片经过GaN外延后SiC基GaN外延片主要应用于微波射频器件功率放大器PA为主应用于5G、雷达、卫星通信等领域。随着5G通讯网络的加速建设市场需求提升较为明显。 SiC衬底晶片主流尺寸
同硅片一样理论上SiC衬底晶片尺寸越大下游芯片的制造效率越高、单位成本越低。
目前主流的硅片尺寸已经为12英寸300mm但由于SiC晶体的生长难度较大主流的SiC衬底晶片尺寸为4英寸100mm至6英寸150mm。
目前国际SiC晶片厂商主要提供4英寸至6英寸SiC晶片国内企业也逐渐由4英寸向6英寸过渡目前来看6英寸是SiC衬底晶片性价比较高的尺寸。从国际大厂的趋势看CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸SiC晶片生产线2019年底CREE在纽约州立理工学院奥尔巴尼分校成功完成了首批8英寸SiC晶圆样品的制备。
最新消息中电科山西XX晶体在实现第三代半导体SiC全产业链完全自主可控、完全掌握4-6英寸衬底片“切、磨、抛”工艺解决了关键技术工艺“卡脖子”问题的基础上8英寸衬底片已经研发成功即将量产。
SiC衬底晶片外延片价格
SiC衬底晶片的价格很贵制约成本降低的主要因素主要有两个一个是晶体的长晶速度一个是产品的良率。
SiC升华熔点约2700度且没有液态只有固态和气态因此SiC晶体的制备并不能像用直拉法拉出大硅棒来那么简单。
目前主流的SiC晶体制备方法为物理气相运输法PVT在长晶炉里2700多度的高温下通过SiC气化冷凝的方式得到SiC晶体生长速度很慢每小时0.1-0.2mm。这样的速度下长出来的SiC晶体就难能可贵。
目前SIC衬底晶片的价格是同尺寸Si片的10倍以上4英寸导电型SiC衬底片价格约为4000元6英寸导电型SiC衬底片价格约为6000元半绝缘型SiC衬底片因为目前用量较少主要用于5G基站价格更是离谱6英寸价格高达2万元。
随着下游需求的提升产能释放国内产商的技术成熟预计未来5年SiC衬底晶片的价格会逐渐下降。
SiC MOS和Si IGBT
SiC基MOS器件的下游应用领域和Si基IGBT器件重合度很大在新能源汽车、充电桩、光伏、工业电机等领域都有交叉因此在这些领域二者是属于竞争关系。
虽然SiC基MOS器件具有性能上的优势但价格偏高同一规格的产品SiC器件的价格是原有Si器件的5~6倍。基于成本方面的考虑SIC基MOS器件与Si基IGBT将处于长期共存状态。
业界普遍认为当SiC器件的价格是同规格Si器件价格的2-3倍的时候SiC功率器件市场应该就到了爆发的临界点。这个临界点的到来需要上游SiC衬底晶片厂商的共同努力包括产能提升和技术提升。
SiC衬底晶片的难度
SiC衬底晶片的壁垒较高核心参数包括微管密度、位错密度、电阻率、翘曲度、表面粗糙度等。在密闭高温腔体内进行原子有序排列并完成晶体生长、同时控制参数指标是复杂的系统工程将生长好的晶体加工成可以满足半导体器件制造所需晶片又涉及一系列高难度工艺调控。随着SiC晶体尺寸的增大及产品参数要求的提高生产参数的定制化设定和动态控制难度会进一步提升。因此 稳定量产各项性能参数指标波动幅度较低的高品质SiC晶片的技术难度很大主要体现在
1温度控制SiC晶体需要在2000℃以上的高温环境中生长且在生产中需要精确调控生长温度控制难度极大
2晶体结构复杂SiC存在200多种晶体结构类型其中六方结构的4H型4H-SiC等少数几种晶体结构的单晶型SiC才是所需的半导体材料在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数否则容易产生多晶型夹杂导致产出的晶体不合格
3大尺寸难度升级气相传输法下SiC晶体生长的扩径技术难度极大随着晶体尺寸的扩大其生长难度工艺呈几何级增长
4切割困难SiC晶体硬度与金刚石接近切割、研磨、抛光技术难度大工艺水平的提高需要长期的研发积累。目前业界正在探索将激光切割引入SiC晶体切割国内大族激光已有相关产品推出。
良率问题
前面提到过由于国内产业发展还处于探索期技术不成熟SiC晶体生长难度大、衬底晶片切割难度大、外延生长难度大、芯片器件制造难度大一定程度影响了SiC芯片良率的提高。
目前从业界反馈来看从衬底到器件SiC芯片整体良率不足50%。
