國內(nèi)SiC襯底供應(yīng)，又有新進展

時間：2022/01/10    點擊量：119

近日，露笑科技在接收機構(gòu)調(diào)研的時候表示，公司6英寸碳化硅襯底晶片已形成銷售，目前主要針對下游SBD應(yīng)用場景。國內(nèi)針對MOS應(yīng)用的6英寸導電型碳化硅襯底片2022Q2之前都會是送樣認證階段。未來碳化硅成本下降后可實現(xiàn)對硅基功率器件的廣泛替代。
他們進一步指出公司有研發(fā)8寸片計劃安排，目前所有設(shè)備都是6-8寸片兼容。切磨拋設(shè)備布局與Wolfspeed同步。較長時間內(nèi)，國內(nèi)碳化硅導電襯底片還處于供不應(yīng)求的狀況。公司22Q2開始可實現(xiàn)每月數(shù)千片的供貨能力。

發(fā)展碳化硅，襯底是關(guān)鍵

電動車、5G基建帶動功率元件需求，第3代半導體具重要地位，中國、美國等主要國家紛紛政策推動，海內(nèi)外企業(yè)也爭相投入。產(chǎn)業(yè)分析師表示，碳化硅襯底是發(fā)展最大關(guān)鍵。
中國臺灣工研院產(chǎn)科國際所研究總監(jiān)楊瑞臨說，第3代半導體近年成為各國政府與產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱門焦點，主要有3個催化劑。第一是美國電動車大廠特斯拉（Tesla）搶先采用第3代半導體碳化硅（SiC），讓SiC元件得以實際發(fā)揮散熱性佳，及提高電動車續(xù)航力等特色。
第二是全球環(huán)保意識抬頭，各國政府為達到碳中和、凈零碳排，紛紛訂定淘汰燃油車的時間表，促使車廠加速轉(zhuǎn)進電動車。第三是中國為記取硅基半導體受制于美國的教訓，政策大力支持發(fā)展第3代半導體。
有別于中國砸錢補貼的作法，楊瑞臨表示，美國政府推動的基建計劃中將大舉建置充電樁，這將為第3代半導體SiC創(chuàng)造市場。
第3代半導體是以SiC及氮化鎵（GaN）為主要材料，有別于第1代半導體以硅（Si）、鍺（Ge）為主要材料，及第2代半導體以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、鋁砷化鎵（AlGaAs）為主要材料。
楊瑞臨指出，在高功率應(yīng)用方面，第3代半導體具備寬能隙、耐高溫和高功率密度等特性；在高頻應(yīng)用方面，具備低能耗和散熱佳等特性。電動車、5G基建及快充等需求是主要成長動能。
SiC晶體管與碳化硅基GaN晶體管是成長性較高的兩項產(chǎn)品，年復合成長率分別達27%及26%，都需要采用SiC襯底。
此外，SiC功率元件成本架構(gòu)，也是以包含長晶、切割、研磨的襯底占最大比重，高達50%。其余的磊晶占25%，制造占20%，后段封測占5%。
楊瑞臨表示，SiC襯底制造難度高，是成本高昂的主因。熱場控制及晶種掌握相當關(guān)鍵，卻只能土法煉鋼，做中學、學中做。
SiC長晶效率又比Si慢100至200倍，Si長晶約3天即可制造高度200公分晶棒，SiC要7天才能長出2至5公分的晶球。此外，SiC硬且脆，切割、研磨拋光難度高，會有很多報廢物。
科銳（Cree）是全球SiC襯底龍頭廠，市占率超過6成，目前國內(nèi)有廣運集團旗下盛新材料科技和穩(wěn)晟材料投入SiC襯底領(lǐng)域。
楊瑞臨說，SiC襯底不僅占功率元件成本比重高，且與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，SiC襯底將是SiC發(fā)展的一大關(guān)鍵，包括意法半導體（ST）等廠商皆積極朝上游SiC襯底發(fā)展，以強化競爭力，值得廠商參考。

國內(nèi)仍有很大的發(fā)展空間

根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，2025 年射頻器件市場將達到 20 億美元，2019-2025年市場規(guī)模 CAGR 將達 18%；2025 年功率器件市場規(guī)模將達 25.62 億美元，增速超過射頻器件，2019-2025 年市場規(guī)模 CAGR 達 30%。下游器件需求的釋放將帶動襯底產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
國際SiC大廠已經(jīng)紛紛抱團取暖，國內(nèi)企業(yè)也將奮力趕上。好在總體上由于SiC市場目前還處于初期階段，滲透率較低，未來幾年的競爭格局還有較大不確定性。國內(nèi)的SiC襯底企業(yè)如天科合達、山東天岳、河北同光等仍有很大的發(fā)展空間。
天科合達是國內(nèi)成立時間最早、規(guī)模最大的碳化硅晶片制造商之一。已經(jīng)掌握6英寸碳化硅晶片的制造技術(shù)，并成功實現(xiàn)批量供應(yīng)。天科合達自行研發(fā)了碳化硅單晶生長的關(guān)鍵技術(shù)、晶片加工的關(guān)鍵工藝技術(shù)。
山東天岳專注于碳化硅襯底制造，主要產(chǎn)品包括半絕緣型和導電型碳化硅襯底。目前，公司已實現(xiàn)6英寸半絕緣型與導電型的量產(chǎn)，8英寸導電型襯底也進入研發(fā)階段。目前，山東天岳與龍頭企業(yè)相比，同等尺寸產(chǎn)品在技術(shù)參數(shù)上已不存在明顯差距，差距主要體現(xiàn)在各尺寸的量產(chǎn)時間、供應(yīng)等方面。而從毛利來看，山東天岳的主營業(yè)務(wù)毛利率從 2018 年的 8.5%大幅提升至2020年的34.9%，Wolfspeed的毛利率也才39.22%，逐漸接近國際主要競爭者。
河北同光晶體成立于2012年，是中科院半導體所的合作單位，同光晶體主要產(chǎn)品包括4英寸和6英寸導電型、半絕緣碳化硅襯底。今年9月5日，河北同光年產(chǎn)10萬片直徑4-6英寸碳化硅單晶襯底項目，在保定市淶源縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)投產(chǎn)。
據(jù)不完全統(tǒng)計我國從事碳化硅襯底研制的企業(yè)已經(jīng)有30多家，這個數(shù)量不算少，國際射頻器件廠商、SiC器件廠商都在紛紛往上游布局，未來國內(nèi)估計也會走向產(chǎn)業(yè)鏈整合的局面。買買買是國際大廠的發(fā)展必由之路，也將伴隨國內(nèi)半導體的進階。

文章轉(zhuǎn)載：半導體行業(yè)觀察綜合