2022年5月初,國產(chǎn)第三代半導(dǎo)體材料又有新突破,中科院物理研究所科研人員通過優(yōu)化生長(zhǎng)工藝,改善晶體結(jié)晶質(zhì)量,成功制備出厚度接近19.6mm的單一4H(4H具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、飽和速度大等優(yōu)勢(shì),適用于功率電子)晶型的8英寸碳化硅(SiC)晶錠(晶體),實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)大尺寸碳化硅單晶襯底的突破。8英寸19.6mm算不算突破?我們往下看。
國內(nèi):直徑不同,厚度各異
上述研發(fā)團(tuán)隊(duì)解決了多型相變問題,持續(xù)改善晶體結(jié)晶質(zhì)量,生長(zhǎng)出的8英寸碳化硅晶坯(未經(jīng)加工)厚度接近19.6mm,并加工出厚度約2mm的8英寸碳化硅晶片,對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試。
2017年,在已有的研究基礎(chǔ)上,中國科學(xué)院物理研究所先進(jìn)材料和結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室主任、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳小龍研究員等開始了8英寸碳化硅晶體的研究,通過持續(xù)攻關(guān),掌握了8英寸生長(zhǎng)室溫場(chǎng)分布和高溫氣相輸運(yùn)特點(diǎn),以6英寸碳化硅為籽晶,設(shè)計(jì)了有利于碳化硅擴(kuò)徑生長(zhǎng)的裝置,解決了擴(kuò)徑生長(zhǎng)過程中籽晶邊緣多晶形核問題;設(shè)計(jì)的新型生長(zhǎng)裝置提高了原料輸運(yùn)效率;通過多次迭代,逐步擴(kuò)大碳化硅晶體的尺寸;通過改進(jìn)退火工藝減小了晶體中的應(yīng)力,從而抑制了晶體開裂。2021年10月在自研襯底上初步生長(zhǎng)出了8英寸碳化硅晶體。
6月17日,科友半導(dǎo)體(哈爾濱科友半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)裝備與技術(shù)研究院有限公司)宣布,其實(shí)驗(yàn)線生長(zhǎng)6英寸碳化硅晶體在厚度上實(shí)現(xiàn)突破,達(dá)到32.146mm的“業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平”。此前的2月突破20mm,4月突破28mm。這樣具體的尺寸還不多見。
科友半導(dǎo)體2018年成立,自主研發(fā)的碳化硅長(zhǎng)晶爐(PVT(物理氣相升華法)法感應(yīng)爐)已有99%部件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。在產(chǎn)業(yè)化方面,2021年10月,其一期生產(chǎn)車間大樓建成將鋪設(shè)100臺(tái)套設(shè)備。項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后,將年產(chǎn)碳化硅襯底近10萬片;PVT-SiC晶體生長(zhǎng)成套設(shè)備年產(chǎn)銷200臺(tái)套。
科友半導(dǎo)體稱,其長(zhǎng)晶爐的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有三個(gè)方面:一是采用雙線圈設(shè)計(jì),基于多物理場(chǎng)仿真模擬,分別優(yōu)化兩個(gè)線圈的間距、匝數(shù)、線圈位置等參數(shù)實(shí)現(xiàn)籽晶與料源溫場(chǎng)的獨(dú)立控制,獲得大尺寸高質(zhì)量碳化硅生長(zhǎng)溫場(chǎng)。二是創(chuàng)新型獨(dú)立支撐設(shè)計(jì)坩堝旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),在生長(zhǎng)過程中獨(dú)立于保溫旋轉(zhuǎn),降低保溫對(duì)坩堝溫場(chǎng)的影響,解決溫場(chǎng)不可控難題,提升晶體生長(zhǎng)成品率。三是優(yōu)化坩堝和溫度梯度結(jié)構(gòu),揭示晶體結(jié)晶和動(dòng)力學(xué)過程,解決碳化硅晶體缺陷富集的難題。
上述兩家的長(zhǎng)晶設(shè)備都是自研的,還有一家叫恒普科技(寧波恒普真空科技股份有限公司),主要從事金屬注射成形(MIM)脫脂燒結(jié)爐、碳化硅長(zhǎng)晶爐、碳化硅同質(zhì)外延設(shè)備等熱工裝備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
6月,恒普科技推出新一代2.0版碳化硅電阻長(zhǎng)晶爐,是基于其上一代6、8英寸電阻爐的全新版本。據(jù)稱新的長(zhǎng)晶爐是以軸徑分離核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)石墨發(fā)熱的碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)平臺(tái),突破性解決了晶體長(zhǎng)大、長(zhǎng)快、長(zhǎng)厚的行業(yè)核心需求。
新一代石墨發(fā)熱長(zhǎng)晶爐在籽晶徑向主動(dòng)調(diào)節(jié)區(qū)域溫度,軸向溫度通過料區(qū)熱場(chǎng)調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)軸徑分離。隨著晶體生長(zhǎng)厚度的增加,籽晶區(qū)域采用徑向平面發(fā)熱體,可主動(dòng)調(diào)節(jié)徑向平面溫度,實(shí)現(xiàn)徑向平面的可控?zé)崃可⑹?。隨著原料分解,料的導(dǎo)熱率發(fā)生變化使其上部結(jié)晶,料區(qū)熱場(chǎng)溫度可根據(jù)料的狀態(tài)主動(dòng)調(diào)節(jié)。
設(shè)定生長(zhǎng)工藝時(shí),只需直接設(shè)定籽晶區(qū)域溫度曲線和軸向溫度梯度溫度曲線,實(shí)現(xiàn)“所見即所得”,降低工藝耦合難度,避免了工藝黑箱。為了實(shí)現(xiàn)軸徑分離,對(duì)溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制,新爐型標(biāo)配了閉環(huán)控制全程長(zhǎng)晶工藝溫度。
據(jù)說石墨熱場(chǎng)發(fā)熱長(zhǎng)晶爐具有溫度的穩(wěn)定性、過程重復(fù)性、溫度場(chǎng)可控性,更適合大尺寸碳化硅晶體生長(zhǎng),包括8英寸或更大尺寸。不過報(bào)道中并沒有介紹用戶生長(zhǎng)出的晶體有多厚。
早在4月,媒體報(bào)道恒普科技推出新一代碳化硅感應(yīng)長(zhǎng)晶爐技術(shù)平臺(tái),碳化硅8英寸爐已經(jīng)開始量產(chǎn)。報(bào)道指出,當(dāng)下國內(nèi)主流碳化硅晶體生長(zhǎng)速度在0.1-0.2mm/h,晶體厚度在15-25mm,晶體尺寸在從4英寸向6英寸切換。國際上主流碳化硅晶體生長(zhǎng)速度在0.2-0.3mm/h,晶體厚度在30-40mm,晶體尺寸在由6英寸轉(zhuǎn)向8英寸。
經(jīng)請(qǐng)教業(yè)內(nèi)專家稱,碳化硅晶體PVT法長(zhǎng)晶爐多為感應(yīng)式。無論是技術(shù)追趕,還是市場(chǎng)需求,在保證晶體質(zhì)量的前提下,讓碳化硅晶體長(zhǎng)快、長(zhǎng)厚、長(zhǎng)大是行業(yè)急迫需要解決的核心需求。恒普科技的感應(yīng)發(fā)熱技術(shù)平臺(tái)可以解決這個(gè)問題。2款新的感應(yīng)晶體生長(zhǎng)爐型滿足6英寸、8英寸需求;無籽晶托或超薄籽晶托,自由熱膨脹利于應(yīng)力釋放,減少由應(yīng)力產(chǎn)生的缺陷;料區(qū)與籽晶區(qū)更靈活的溫度梯度調(diào)節(jié);固定式水平線圈無需調(diào)節(jié)軸向移動(dòng),減少工藝變量,提高工藝穩(wěn)定性。
在熱場(chǎng)方面,可以裝入更多原料,利用率高;料區(qū)溫度分布對(duì)長(zhǎng)晶影響的敏感度下降;增加了蒸發(fā)面積,可在超低壓力下生長(zhǎng);傳質(zhì)效率提高且穩(wěn)定,降低再結(jié)晶影響(避免二次傳質(zhì));減少邊緣缺陷的擴(kuò)徑技術(shù);生長(zhǎng)后期降低碳包裹物的影響。
至于恒普科技設(shè)備的長(zhǎng)晶厚度目前尚無確切信息。
為什么碳化硅厚度長(zhǎng)不大?
2020年2月,露笑科技董秘李陳濤接受采訪時(shí)表示:“無論是PVT法、LPE法,還是HTCVD法,都存在長(zhǎng)晶速度慢,產(chǎn)能小等問題。PVT法下72小時(shí)只能生長(zhǎng)不到20mm厚的晶錠,一次僅能切割不到10片晶片,所以碳化硅片價(jià)格極其昂貴?!?/p>
行業(yè)專家指出,碳化硅片昂貴的主要原因是缺乏高效的晶體制備技術(shù),“誰能真正更快地解決此類問題,將能搶占市場(chǎng),成為真正的行業(yè)龍頭?!苯?jīng)與國內(nèi)幾家碳化硅晶錠廠商交流,普遍的說法是:國內(nèi)仍以6英寸為主,8英寸在研,厚度一般在20mm左右。
陳小龍研究員認(rèn)為,碳化硅技術(shù)最大的困難首先是基礎(chǔ)研究,一些基本規(guī)律很難探索,因?yàn)椴牧鲜窃?300至2500℃生長(zhǎng)的,難以直接觀察晶體生長(zhǎng)情況,這是研究上的難點(diǎn)。在整個(gè)生長(zhǎng)過程涉及的問題很多,包括相變、各個(gè)晶型相互轉(zhuǎn)換、氣氛控制、生長(zhǎng)中如何避免缺陷,尤其是一些微觀缺陷的形成等問題。
襯底生產(chǎn)過程中的核心難點(diǎn)在于精確控制。碳化硅單晶生長(zhǎng)溫度非常高,且碳化硅只有“固-氣”二相,相比第一代、第二代半導(dǎo)體的“固-液-氣”三相,控制起來要困難得多,沒有相關(guān)技術(shù)可以參考借鑒。
另外,碳化硅的單晶結(jié)構(gòu)有200余種同分異構(gòu)體,很多晶型間的自由能差異非常小,這些都給其單晶的產(chǎn)業(yè)化生長(zhǎng)制備帶來了很大的挑戰(zhàn)。這些問題處理不好,直接結(jié)果就是碳化硅單晶體中的缺陷。進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段的最大問題在于怎樣提高晶體良率,也就是長(zhǎng)晶的重復(fù)性和穩(wěn)定性一定要高。和實(shí)驗(yàn)室研究不同,產(chǎn)業(yè)化是一種生產(chǎn)行為,要求每次生長(zhǎng)高度一致,最重要的還要降低成本,能夠滿足下游客戶需求。如果不同批次的質(zhì)量有所波動(dòng),下游客戶是不能接受的。
現(xiàn)在面臨的問題還涉及進(jìn)一步增加尺寸,6英寸不是一個(gè)終點(diǎn)尺寸,還有8英寸、12英寸,增加尺寸都會(huì)帶來新的問題,無論是生長(zhǎng)還是后續(xù)加工,都需要不斷去解決。
事實(shí)上,用過五關(guān)斬六將來形容碳化硅制造一點(diǎn)也不過分。主要原因是生產(chǎn)周期、生產(chǎn)難度和市場(chǎng)條件。碳化硅材料長(zhǎng)晶速度非常慢,每小時(shí)只能生長(zhǎng)0.2至0.3mm,效率非常低;而硅單晶72個(gè)小時(shí)就能長(zhǎng)兩三米,很容易就能達(dá)到數(shù)米。
筆者了解到,在碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)方面,與以往硅錠在融液中形成晶體的液相生長(zhǎng)方式相比,升華法生長(zhǎng)速度慢,容易產(chǎn)生晶體缺陷,因此對(duì)晶體控制需要更精細(xì)的技術(shù)。羅姆旗下的SiCrystal采用數(shù)值模擬方式(“改良瑞利法”),在高溫下使碳化硅粉末升華,在低溫晶種下使之結(jié)晶,以此制備出高質(zhì)量的碳化硅晶錠。
不管怎樣,長(zhǎng)晶的過程就是“黑箱”操作,技術(shù)門檻高,需要積累經(jīng)驗(yàn)。目前,碳化硅生長(zhǎng)的體積(直徑)比較小,大多數(shù)情況下只能制備出直徑4英寸或6英寸晶圓,硅的最大尺寸已達(dá)12英寸。硅已經(jīng)做了幾十年,缺陷非常少,以個(gè)/片來描述;碳化硅規(guī)模應(yīng)用不到十年,缺陷單位是個(gè)/平方厘米。如果長(zhǎng)晶階段缺陷比較多,整個(gè)碳化硅單晶錠就會(huì)報(bào)廢,浪費(fèi)生產(chǎn)投入的時(shí)間和能量。另外,在外延工藝,襯底上的缺陷會(huì)繼承甚至被放大,從而影響外延良率;而用有缺陷的外延制造碳化硅芯片,良率也會(huì)降低。
國外:晶錠厚度霧里看花
國際上,晶錠厚度到底是多少,相信你很難查到。2019年8月,GT Advanced Technologies(GTAT)和環(huán)球晶圓曾簽署長(zhǎng)期碳化硅材料供應(yīng)協(xié)議,后者將使用GTAT碳化硅晶錠制造6英寸碳化硅晶圓。2020年3月,GTAT與安森美簽訂為期5年的協(xié)議總價(jià)值可達(dá)5000萬美元協(xié)議,將向后者供應(yīng)其6英寸碳化硅晶錠CrystXSiC?,用于高增長(zhǎng)市場(chǎng)和應(yīng)用。當(dāng)時(shí)的報(bào)道稱,CrystXSiC?的目標(biāo)可用高度為25毫米或以上。
2020年10月,境外有媒體報(bào)道了GTAT從晶體生長(zhǎng)設(shè)備制造商轉(zhuǎn)向材料制造并開始生產(chǎn)的消息。同年11月,GTAT與英飛凌簽署碳化硅晶錠供貨協(xié)議,合同為期5年。根據(jù)供貨合同,GTAT將進(jìn)一步確保滿足英飛凌在該領(lǐng)域不斷增長(zhǎng)的需求,包括已面向工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)推出業(yè)界規(guī)模最大的CoolSiC? 產(chǎn)品組合,還有正在迅速擴(kuò)大面向消費(fèi)和汽車應(yīng)用的產(chǎn)品組合。
事實(shí)上,2017年GTAT就宣布推出6英寸n型(通過摻入氮制成)CrystXSiC晶錠,并稱擁有數(shù)十年晶體生長(zhǎng)領(lǐng)域(此前是光伏組件用單晶材料)經(jīng)驗(yàn)。GTAT總裁兼首席執(zhí)行官Greg Knight說:“現(xiàn)在我們的設(shè)備有20多臺(tái),需要的話可以增加到300臺(tái)。在晶體生長(zhǎng)方面的傳統(tǒng)給我們提供了生產(chǎn)CrystXSiC的極好平臺(tái),未來我們將積極專注于降低成本?!?/p>
產(chǎn)生碳化硅升華所需的高溫有兩種選擇,與碳化硅襯底的價(jià)格有關(guān):一種是電阻加熱爐,通過輻射將熱量從加熱器傳遞到坩堝;另一種是以坩堝作為加熱器的感應(yīng)加熱。電阻爐設(shè)備固定成本高,通過操作和技術(shù)改進(jìn)來降低成本機(jī)會(huì)有限;感應(yīng)法資本支出少,生產(chǎn)率較高,電耗較低且體積較小。出于上述原因,GTAT采用了感應(yīng)法。
看看GTAT的背景,2011年8月,作為全球最大的光伏鑄錠設(shè)備制造商之一的GT Solar更名為GT Advanced Technologies。2012年10月底,GTAT大規(guī)模重組,裁員25%,將業(yè)務(wù)部門合成一個(gè)晶體生長(zhǎng)部門,又宣布由于光伏、多晶硅和藍(lán)寶石設(shè)備核心業(yè)務(wù)遇到困境將退出市場(chǎng)。
2013年,GTAT稱制造出一種體積大兩倍的“晶柱”,可作為手機(jī)屏幕,并與蘋果簽署5.78億美元協(xié)議,但將近半數(shù)晶柱因破裂“無法使用”,令GTAT 5年官司纏身。2014年10月6日,GTAT提出破產(chǎn)保護(hù)申請(qǐng),股價(jià)單日跌幅92.76%,幾乎跌沒。之后,GTAT面臨美國證券交易委員會(huì)調(diào)查起訴、拖欠蘋果債款、變賣設(shè)備、裁員40%等。
2018年到2019年,北京京運(yùn)通科技公告與GTAT簽署許可協(xié)議,一次性支付技術(shù)許可費(fèi)136.5萬美元作為Czochralski連續(xù)直拉單晶爐的技術(shù)使用費(fèi),加速光伏組件中單晶材料的使用。這是在GTAT早已退出光伏市場(chǎng)之后。
2019年,意法半導(dǎo)體收購Norste公司,并將其更名為意法半導(dǎo)體碳化硅公司,依托其在碳化硅晶錠生長(zhǎng)技術(shù)開發(fā)方面的深厚積累和沉淀,為自己的碳化硅器件制造提供來源。2021年7月,意法半導(dǎo)體成功制造出8英寸碳化硅晶圓,意味著晶錠也是8英寸。據(jù)稱ST的首批8英寸碳化硅晶圓片質(zhì)量上乘,影響芯片良率和晶體位錯(cuò)的缺陷非常少,合格芯片產(chǎn)量達(dá)到6英寸晶圓的1.8-1.9倍。
或許是上游材料供應(yīng)并不解渴,亦或感覺到供應(yīng)鏈存在危機(jī),2021年11月,安森美完成4.2億美元對(duì)GTAT的收購,據(jù)稱以增強(qiáng)安森美確保和增加碳化硅供應(yīng)的能力。安森美的目的是擴(kuò)大和加速GTAT的碳化硅開發(fā)規(guī)模,保證客戶關(guān)鍵器件的原料供應(yīng),進(jìn)一步商用化“智能電源”技術(shù)。
從碳化硅價(jià)值鏈可以看出,GTAT的晶體生長(zhǎng)和安森美的器件業(yè)務(wù)之間還隔著一級(jí)晶圓制造。不過,安森美卻在2022年3月完成了其位于比利時(shí)Oudenaarde的晶圓制造廠的出售,又在6月簽署最終協(xié)議剝離其在美國緬因州南波特蘭的工廠。用安森美的話說是“剝離落后晶圓制造產(chǎn)能”。圖中顯示,GTAT的晶體生長(zhǎng)也是PVT法。
安森美2022財(cái)年第一季度財(cái)報(bào)預(yù)計(jì),其資本支出約為1.5至1.7億美元,主要用于擴(kuò)產(chǎn)12英寸硅產(chǎn)線產(chǎn)能,以及用于在2022年將碳化硅產(chǎn)能擴(kuò)充4倍。財(cái)報(bào)也提到了碳化硅業(yè)務(wù)方面GTAT的擴(kuò)展。
通過收購GTAT,安森美搭建了從碳化硅晶錠到器件和模塊封裝的垂直整合模式,不過還沒有擴(kuò)產(chǎn)投產(chǎn)的詳細(xì)報(bào)道。
2022年7月初,安森美Roman Malousek和Jan Chochol在“超結(jié)推進(jìn)碳化硅中的超級(jí)器件” 研究報(bào)告中指出:“整個(gè)電力電子行業(yè)都在進(jìn)行碳化硅活動(dòng)。毫無疑問,碳化硅器件的介電擊穿場(chǎng)強(qiáng)是硅的十倍,電子飽和速度是現(xiàn)任器件的兩倍,帶隙的三倍,熱導(dǎo)率是硅的三倍。所有高功率應(yīng)用都受益于這些特性。因此,供應(yīng)商、晶圓廠和OEM正在接受碳化硅的快速采用也就不足為奇了。所有人都在努力超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?!?/p>
他們明確表示,如果不擴(kuò)大整個(gè)碳化硅生態(tài)系統(tǒng),碳化硅器件的采用及其相關(guān)發(fā)展是不可能的。無論是制作襯底,都涉及晶圓、研磨、拋光,或外延生長(zhǎng)及其他前端或后端工藝;每一步都是一項(xiàng)要求很高的操作,需要利用來之不易的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)工具。
他們介紹說,安森美碳化硅最初是2014年從飛兆半導(dǎo)體(Fairchild)收購的,那時(shí)這種技術(shù)并不起眼。后來的器件技術(shù)一直是由以下各方密切合作開發(fā)的:“瑞典硅谷”Kista的設(shè)計(jì)中心;韓國布川的設(shè)備和工藝集成團(tuán)隊(duì);以及開發(fā)碳化硅外延技術(shù)的美國緬因州南波特蘭的工程團(tuán)隊(duì)。
他們還披露:“我們目前的職責(zé)包括支持韓國布川和捷克Ro?nov pod Radho?těm關(guān)鍵晶圓廠的碳化硅開發(fā)和生產(chǎn)。這個(gè)坐落在貝斯基德山脈的小鎮(zhèn)關(guān)注材料開發(fā),并獲得了該地區(qū)最具創(chuàng)新公司獎(jiǎng)。”
Roman Malousek說:“收購GT使我們公司提高了垂直整合水平,鞏固了碳化硅器件組合,也加強(qiáng)了我們?cè)陔娏﹄娮有袠I(yè)中的重要地位,并磨礪了前沿的碳化硅技術(shù)?!?/p>
由此可見,器件廠商向上游收購材料供應(yīng)商已成為一個(gè)趨勢(shì)。不過,作為全球碳化硅功率器件領(lǐng)域的翹楚,英飛凌還沒有考慮收購材料公司,還是在履行與Wolfspeed、SiCrystal、安森美旗下GTAT及昭和電工簽訂了碳化硅襯底/晶錠/外延片的長(zhǎng)期供貨協(xié)議,提前鎖定產(chǎn)能,以期后續(xù)能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)。
有一點(diǎn)可以肯定:一旦下游廠商完成了材料供應(yīng)商收購,信息的披露也就不那么透明了,所以晶錠的確切厚度還是一個(gè)謎。目前的說法是:國外廠商產(chǎn)品厚度差不多可以到50mm,不過未經(jīng)證實(shí)。經(jīng)與一些公司交流,結(jié)果驚人的相似:A公司“目前量產(chǎn)的是6英寸,2024年量產(chǎn)8英寸,其他數(shù)據(jù)(晶錠厚度)暫時(shí)沒有”;B公司“目前是6英寸,厚度沒有公開資料呢”;C公司“這個(gè)信息我這邊也不掌握”;D公司“現(xiàn)在是6英寸,計(jì)劃在2024年下旬逐步轉(zhuǎn)向8英寸晶圓”(厚度沒有給);E公司:“這個(gè)信息我這邊也不掌握”;F公司:“也不知道問誰,我們?cè)谥袊鴽]有前端制造的業(yè)務(wù)?!?/p>
還有一家上面提到的公司——英飛凌,其資深工程師在介紹碳化硅冷切割技術(shù)商用化時(shí)表示“因?yàn)樘蓟鑳r(jià)格很高,主要原因是原材料成本太高,占到總成本一半以上。如果想把碳化硅價(jià)格降下來,讓它用到更多應(yīng)用和市場(chǎng),就要想辦法從源頭降低成本?!?/p>
他說:“買回來的碳化硅原材料最初是4、5厘米厚的晶錠,需要將它切成晶圓,在晶圓上生長(zhǎng)外延,再做器件。前道材料損耗非常大的工序是晶錠切割,一個(gè)4、5厘米厚的晶錠要切成幾百微米的晶圓,切割難度很大,特別是碳化硅硬度很高,切割時(shí)損耗很大。英飛凌的冷切割技術(shù)是在低溫下用激光切割,損耗非常小,可以將產(chǎn)能效率提高2至3倍。這對(duì)最后成本的降低大有好處。”
那么,英飛凌“買回來的”晶錠厚度的確是40、50mm,它從誰家買的,這家現(xiàn)在的歸屬也就一目了然了。
吃著碗里,看著鍋里
4月下旬在莫霍克山谷開設(shè)新的8英寸設(shè)施的Wolfspeed聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官John Palmour博士在接受記者采訪時(shí)表示:“我們的8英寸碳化硅2024年將全面達(dá)產(chǎn)。從一開始我們就致力于碳化硅二極管和MOSFET開發(fā),平面柵碳化硅MOSFET技術(shù)優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)未耗盡?!边@與行業(yè)采用溝槽柵的共識(shí)有些矛盾。
至于一個(gè)8英寸晶圓能出多少顆碳化硅MOSFET,他回答說:“8英寸晶圓面積大得多,多出80%到85%。更重要的是,更大晶圓能夠?qū)⑻蓟鐼OSFET的制造成本降低多達(dá)30%?!?/p>
那么,未來10年到15年,我們會(huì)看到在12英寸晶圓上制造碳化硅MOSFET嗎?John Palmour認(rèn)為,這主要取決于屆時(shí)碳化硅MOSFET的市場(chǎng)規(guī)模。如果需求足夠大,12英寸晶圓生產(chǎn)就會(huì)有利可圖。“我預(yù)計(jì),轉(zhuǎn)向12英寸晶圓不會(huì)有任何重大的技術(shù)限制。晶體生長(zhǎng)是時(shí)間和金錢的問題,在設(shè)備制造方面,硅為生產(chǎn)12英寸晶圓的工藝和處理鋪平了道路。如果需求情況合適,切換到12英寸晶圓可能有助于碳化硅MOSFET的生產(chǎn)?!?/p>
他還透露,目前Wolfspeed在與6家設(shè)備制造商進(jìn)行合作,一些企業(yè)專門為其工藝開發(fā)特殊設(shè)備,以保證高度自動(dòng)化生產(chǎn)?!捌鸪酰覀冇?jì)劃逐步為新工廠配備8英寸設(shè)備,但我們很快就放棄了這一策略,我們?yōu)樽约耗軌蛟谌绱硕痰臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化而感到自豪。在設(shè)備交貨時(shí)間方面,我們預(yù)計(jì)工廠最早將在2024年達(dá)到全部生產(chǎn)能力,并且我們正在迅速采購設(shè)備,在未來幾年內(nèi)為工廠提供充足的產(chǎn)能?!?/p>
無獨(dú)有偶,7月中旬蕪湖舉辦的“PSiC2022第五屆中國國際新能源汽車功率半導(dǎo)體關(guān)鍵技術(shù)論壇”上,安森美首席碳化硅專家、中國區(qū)汽車團(tuán)隊(duì)技術(shù)市場(chǎng)負(fù)責(zé)人吳桐在“碳化硅如何改變電動(dòng)汽車的未來”的演講中表示:“平面柵還有機(jī)會(huì),現(xiàn)在沒有必要激進(jìn)地走到溝槽柵,”與Wolfspeed John Palmour博士的說法不謀而合。
關(guān)于收購GT,吳桐說:“收購有助于我們從6英寸到8英寸轉(zhuǎn)型。GT的晶錠在40mm左右,補(bǔ)足了安森美此前缺少的前道工藝?!?/p>
綜上,您是否可以得出碳化硅晶錠的厚度是多少毫米呢?