山東粵海金半導體科技有限公司(下文簡稱“粵海金”)于11月21日宣布自主研制的SiC單晶生長爐上成功制備出直徑超過205毫米的8英寸導電型SiC晶體,晶體表面光滑無缺陷,厚度超過20毫米,同時已經順利加工出8英寸SiC襯底片。
粵海金是高金富恒集團旗下專門從事第三代半導體材料——SiC襯底片材料研發(fā)與生產的產業(yè)化公司。目前主要產品為6英寸導電SiC襯底片,同時致力于更大尺寸的導電型襯底片/半絕緣型襯底片的工工藝研發(fā)。
除了粵海金,今年不少廠商都在加速SiC襯底從6英寸轉向8英寸的進程,為何企業(yè)紛紛押寶8英寸?
從市場需求上看,SiC作為第三代半導體材料,在車載功率器件領域的優(yōu)異表現,受到了市場的追捧。搭載了SiC功率器件的車型,充能時間顯著縮短、續(xù)航里程增加,用戶使用體驗得到提升。
在近日舉辦的廣州車展上,有不少車企推出了新款車型,其中比亞迪仰望系列、吉利銀河E8、極氪007等廣受歡迎的車型都能看見SiC的影子。在如此內卷的市場中,往后走,高壓SiC平臺或將成為新電車的標配。
但受SiC襯底生產難度大的限制,加上市場的需求增大,SiC供貨或將越發(fā)緊張。據三安光電此前預測,2025年SiC預計存在約400萬片的產能缺口。
為了緩解產能不足的問題,人們不得不將目光從6英寸轉向8英寸。Wolfspeed數據顯示,從6英寸升級到8英寸,合格芯片產量可以增加 80%-90%。
從產業(yè)鏈結構上看,SiC器件的成本主要由襯底、外延、流片和封測等環(huán)節(jié)形成。SiC襯底在整個SiC器件成本中占比最高,達45%,而排名第二的外延也不超過30%,差距較大。想要有效降低SiC器件的成本,最優(yōu)解是降低SiC襯底的生產成本,而采用8英寸襯底可以將單位綜合成本降低50%。
從技術面來講,隨著工藝的日漸完善,6英寸向8英寸擴徑的驅動力將越發(fā)強勁。據TrendForce集邦咨詢此前表示,目前SiC產業(yè)以6英寸為主流,占據近80%市場份額,8英寸則不到1%。8英寸的晶圓尺寸擴展,是進一步降低SiC器件成本的關鍵。若達到成熟階段,8英寸單片的售價約為6英寸的1.5倍,且8英寸能夠生產的晶粒數約為6英寸SiC晶圓的1.8倍,晶圓利用率顯著提高。
此外,TrendForce集邦咨詢表示,在8英寸方面,近年來國際大廠積極推進8英寸產線建設,現階段僅Wolfspeed一家步入量產,且實際進展并不如預期。
6英寸轉向8英寸的產業(yè)趨勢明顯,結合國際形勢,8英寸SiC襯底蘊含著國內廠商實現彎道超車的機遇。
據此前統計,國內有10家企業(yè)在研發(fā)8英寸襯底,包含爍科晶體、晶盛機電、天岳先進、南砂晶圓、同光股份、天科合達、科友半導體、乾晶半導體、湖南三安、超芯星等。這些企業(yè)近年來在8英寸SiC襯底的研發(fā)與生產方面,或多或少取得了一些建樹,并積極加大投入力度,以爭取先機。
隨著國內越來越多的廠商在8英寸襯底領域取得進展,國內8英寸替代6英寸成為主流的時間將會一步步縮短,同時伴隨相關技術突破增多,國內企業(yè)與國外大廠的技術差距將逐漸減小,國內企業(yè)的國際市場競爭力將逐步提高。
化合物半導體市場Rick