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碳化硅：爆发新契机
2024-07-23 08:34:52
随着全球对于电动汽车接纳程度的逐步提升，碳化硅（SiC）在未来十年将会迎来全新的增长契机。SiC作为 第三代半导体 以其优越的性能，再掀风潮！
碳化硅（SiC）是由碳和硅组成的化合物，因此得名“化合物半导体”，作为第三代半导体材料的佼佼者，以其宽带隙特性，在高温、高频、高效率和高功率电子器件中展现出巨大的潜力，是未来半导体技术发展的重要方向。 碳化硅能够在较薄的耐压层上实现与硅相同的击穿电压，这为设计更小型化、更高效的电力电子器件提供了可能。碳化硅电子 迁移率 高，导电时 电阻损耗 低，这使得它们在功率转换应用中比硅更为高效，尤其是在高温、高频操作中表现出色。
由于截至 2024 年开放 SiC 晶圆市场缺乏批量出货，因此 8 英寸 SiC 平台被认为具有战略性意义 。SiC具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高 电子密度 和高迁移率等特点，是良好的半导体材料，目前已经在汽车电子、工业半导体等领域有了较为广泛的应用。而在进入8英寸后，每片晶圆中理论上可用的裸片数量将大大增加。
根据Wolfspeed财报说明上的数据，单从晶圆加工成本来看，从6英寸升级到8英寸，晶圆成本是增加的，但从8英寸晶圆中获得的优良裸片（die）数量可增加20%～30%，产量更高，最终的芯片成本将更低。因此大尺寸基板由于其成本优势，逐渐被人们寄予厚望。根据测算，从4英寸升级到6英寸预计单片成本可降低50%；从6英寸到8英寸，成本预计还能再降低35%。同时，8英寸基板可以生产更多芯片，从而减少边缘浪费。 随着衬底材料不断突破技术天花板，2023年全球8英寸SiC晶圆厂扩产规模再创新高。据 TrendForce 统计，2023年大约有12个与8英寸晶圆相关的扩产项目，另外，截至目前，全球大约有11座8英寸晶圆厂正在建设或规划中。
单晶片电阻率达到
0.016-0.024Ωcm
从厂商的扩张方向来看，电动汽车是SiC当前和未来的主要增长引擎，成为各大厂商扩产的重点。从成本角度来看，虽然短期内6英寸晶圆是主流，但为了降低成本和提高效率，8英寸等更大尺寸的趋势是不可避免的，因此，未来电动汽车市场预计将带动8英寸晶圆需求持续增长。从供应链角度来看，转向8英寸晶圆对于SiC制造商来说是一个突破，6英寸SiC器件市场已进入激烈竞争阶段，尤其是SiC JBD。对于规模较小、竞争力较弱的企业来说，利润空间日益受到挤压，预示着未来一轮整合重组即将到来。硅基半导体的发展历史证明，改用更大尺寸的晶圆可以提高生产率，这是越来越多厂商积极推进8英寸晶圆的主要原因之一。 为推动碳化硅材料领域的高质量发展，碳化硅材料前沿技术与产业发展高峰论坛 ，将于2024年8月27日在深圳隆重召开 。
