国产6英寸碳化硅晶圆在临港发布,国产前途无量

东方卫视报道,首片国产6英寸碳化硅 MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)晶圆于10月16日在上海正式发布。

据介绍,国产6英寸碳化硅 MOSFET 晶圆,基于碳化硅(第三代半导体材料)制成,用于新能源车、光伏发电等新能源产业。

国产6英寸碳化硅晶圆在临港发布,国产前途无量

上海瞻芯电子创始人兼总经理张永熙表示:“如果用了碳化硅 MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)新能源汽车作电驱动的话,续航里程可以有 5% 到 10% 的提升;比如说用了碳化硅工艺器件的光伏逆变器的话,效率也可以非常大的提升尤其在能耗上面降低50% 。”

关于上海瞻芯电子科技有限公司

2017年7月,上海瞻芯在临港注册,成立之初,他们就对标国际最先进的技术,同时前瞻性的开发以6英寸为主的碳化硅晶圆,1152天,终于攻克而成,每一天,张永熙都记得清清楚楚。

“在这个1152天里,我们投入了超过500片6英寸的碳化硅晶圆去做研发,每一片晶圆都至少承载了一个单项实验,所以整个过程是非常复杂和挑战性的,但是很庆幸的是我们的团队大家一起努力把产品研发出来。完全自主核心,我们是在自主的国内一条6英寸生产线上把200多道工序一步步的调整,完全是在国内自己留片、自己制造加工,完全自主开发的。进入到国际一线水平,我们先赶上别人在性能,可靠性上和国际主流大厂持平,以后在接下来几年内会逐步迭代做第二代第三代,希望能够赶超国际大公司。”

因为其开发研制是在国内的一条升产线上,低成本开发出的高附加值产品,因此制造成本就会降低,从而价格至少比国际产品能降低20%。目前,这款晶圆已经有国内10多家客户进行了试用,其中2家已经形成了小批量出货。

而国内相关行业龙头企业比亚迪、华为等都在其旗舰产品中广泛使用碳化硅MOSFET,国际上,欧洲超级充电桩也采用了此类模块,据预计,今年全球碳化硅市场预计在6亿美金左右,随着新能源产业的蓬勃发展,市场增量潜力非常大,有机构预测2027年全球碳化硅市场可以达到百亿美元,而国内市场至少将占据半壁江山。

国产6英寸碳化硅晶圆在临港发布,国产前途无量

碳化硅半导体产业发展现状

在我国进行产业升级的浪潮中,SiC(碳化硅)材料以其独特的性能得到了越来越多的应用(如: 高功率电力电子、微波射频、人造宝石、光电照明和显示等)随着技术的不断进步发展,价格也在逐步的下探,正迎来历史性的发展机遇。

有专家预测:以SiC材料为代表的第3代半导体材料及器件产业,将是继风能、太阳能之后又一新兴的大产业。

SiC半导体潜在应用领域较为广泛,对新能源汽车、轨道交通、智能电网和电压转换等领域都具有潜在的应用前景。

国产6英寸碳化硅晶圆在临港发布,国产前途无量

随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转换效率、低发热特性需求的持续增加,SiC在功率器件中取代Si成为行业发展的必然。

我国是碳化硅最大的应用市场,占据全球近一半的使用量,但是我国的碳化硅产业还很不完善,国内从事碳化硅材料及器件研发制造的多为高校和科研院所,缺乏产业化能力,不过近两年来国内已有少数企业开始进入碳化硅领域,已具备100mm碳化硅晶片产能,碳化硅器件已初步实现量产。

目前,国外宽禁带半导体产业链日趋完整成熟,在开展工艺技术研究的同时,非常重视对宽禁带半导体设备的研发投入,设备先进稳定,工艺水平较高,自动精密控制能力高。

目前国外150mm设备已经进入产业化阶段,并逐步开展200mm设备研发,以及一些新技术路线的导入。

国内宽禁带半导体设备领域,在国家科技项目的大力推动下,我国宽禁带半导体设备正在逐步缩小与国外先进设备的差距:碳化硅半导体设备方面,100-150mm设备已部分实现国产化。但设备的产线应用较少,进而导致设备技术细节和可靠性有待提高,市场认可度较低。

碳化硅半导体材料的发展前景

SiC半导体潜在应用领域较为广泛,对新能源汽车、轨道交通、智能电网和电压转换等领域都具有潜在的应用前景。随着下游行业对半导体功率器件轻量化、高转换效率、低发热特性需求的持续增加,SiC在功率器件中取代Si成为行业发展 的必然。

但是碳化硅功率器件领域仍然存在一些诸多共性问题亟待突破,比如碳化硅单晶和外延材料价格居高不下、材料缺陷问题仍未完全解决、碳化硅器件制造工艺难度较高、高压碳化硅器件工艺不成熟、器件封装不能满足高频高温应用需求等,全球碳化硅技术和产业距离成熟尚有一定的差距,在一定程度上制约了碳化硅器件市场扩大的步伐。

注:部分图片来源于网络

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