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    onsemi捷克工厂将在未来两年内扩大碳化硅晶圆产能16倍[ 09-27 17:00 ]
    9月21日,美国半导体供应商onsemi(安森美)宣布,其在捷克Ro?nov扩建的碳化硅工厂建成,未来两年内,该工厂的碳化硅晶圆和外延生产能力将扩大16倍。 从2019年开始,onsemi将SiC抛光晶圆和SiC外延(EPI)晶圆生产添加到其在Roznov现有的硅抛光和外延晶圆和模具制造中。去年开始重建新厂房,以进一步扩大晶圆和SiC外延制造。到目前为止,onsemi已在Roznov基地投资超过1.5亿美元,并计划追加投资3亿美元。 onsemi表示,碳化硅对于提高电动汽车(EV)、电动汽车充电和能源基
    AMB陶瓷基板市场潜力巨大[ 09-26 15:55 ]
    据了解,目前在AMB领域,比较领先的企业主要来自欧、日、韩,如德国的罗杰斯(RogersCorporation)、贺利氏科技集团,日本的同和控股(DOWA)、碍子株式会社(NGK)、电化株式会社(Denka)、京瓷株式会社(KYOCERACorporation)、东芝高新材料公司,韩国的KCC集团、AMOGREENTECH等。 受益于SiC新机遇,部分国际企业已在计划对AMB基板进行扩产,如东芝高新材料公司已于去年开设大分工厂,开始生产氮化硅陶瓷基板;今年2月,罗杰斯官宣布扩大德国埃申巴赫工厂AMB基板产能。
    AMB陶瓷基板对SiC芯片的配套优势明显[ 09-24 17:52 ]
    据了解,AMB基板铜层结合力在16N/mm~29N/mm之间,要大幅高于DBC工艺的15N/mm,更适合精密度高的陶瓷基板电路板,这一特性也使得AMB基板具备高温高频特性,导热率为DBC氧化铝的3倍以上,且使用过程中能降低SiC约10%的热阻,能提升电池效率,对SiC上车并改善新能源汽车应用有明显的提升效果。 不过,AMB工艺也还存在一些短板,其技术实现难度要比DBC、DPC两种工艺大很多,对技术要求高,且在良率、材料等方面还有待进一步完善,这使得该技术目前的实现成本还比较高,“AMB被认为是Si
    SiC规模化上车已进入倒计时[ 09-23 16:50 ]
    随着汽车电动化快速进入到2.0快充阶段,对高压充电平台以及功率器件提出了更高要求,而SiC凭借耐高压、耐高温、高效率、高频率、抗辐射等优势,在电控场景中能量损耗比Si基芯片减少一半,被认为将取代IGBT,成为未来高压充电平台的核心器件,也是电动汽车性能和应用体验度提升的关键器件,受到了市场的热捧。SiC的产能正在逐步释放,随着产量不断扩大,成本会越来越低,从而获得更广泛的普及。 SiC规模化上车已开始进入倒计时,据了解,目前已有特斯拉Model3、比亚迪汉、蔚来ES7/ET7/ET5、小鹏G9、吉利Smart
    国内碳化硅功率器件离正式量产还有一段距离[ 09-22 16:16 ]
    碳化硅生产过程主要包括碳化硅单晶生长、外延层生长及器件制造三大步骤,对应的是碳化硅产业链衬底、外延、器件三大环节。 我们把SiC器件发展分为三个发展阶段,2019-2021年初期,特斯拉等新能源汽车开始试水搭载SiC功率器件;2022-2023年为拐点期,SiC在新能源汽车领域的应用已经达到了批量生产的临界区域,并且充电基础设施、5G基站、工业和能源等应用逐步采用SIC器件;2024-2026年为爆发期,SIC加速渗透,在新能源汽车、充电基础设施、5G基站、工业和能源等得到广泛应用。 当前,碳化硅MOS
    国内碳化硅外延的难点[ 09-21 15:14 ]
    当前外延主要以4英寸及6英寸为主,大尺寸碳化硅外延片占比逐年递增。碳化硅外延尺寸主要受制于碳化硅衬底尺寸,当前6英寸碳化硅衬底已经实现商用,因此碳化硅衬底外延也逐渐从4英寸向6英寸过渡。在未来几年里,大尺寸碳化硅外延片占比会逐年递增。由于4英寸碳化硅衬底及外延的技术已经日趋成熟,因此,4英寸碳化硅外延晶片已不存在供给短缺的问题,其未来降价空间有限。此外,虽然当前国际先进厂商已经研发出8英寸碳化硅衬底,但其进入碳化硅功率器件制造市场将是一个漫长的过程,随着8英寸碳化硅外延技术的逐渐成熟,未来可能会出现8英寸碳化硅功率
    国内碳化硅衬底的难点[ 09-20 16:11 ]
    当前,国内厂商碳化硅衬底生产的技术指标与国际主流厂商相比仍有明显差距。碳化硅衬底正在不断向大尺寸的方向发展,目前行业内公司主要量产衬底尺寸集中在4英寸及6英寸。在最新技术研发储备上,以行业领先者WolfSpeed公司的研发进程为例,WolfSpeed公司已成功研发8英寸产品。为提高生产效率并降低成本,大尺寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向,衬底尺寸越大,单位衬底可制造的芯片数量越多,单位芯片成本越低;衬底的尺寸越大,边缘的浪费就越小,有利于进一步降低芯片的成本。由于现有的6英寸的硅晶圆产线可以升级改造用于生产Si
    碳化硅功率器件的性能优势[ 09-19 17:07 ]
    碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料,基于其优良的特性,碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,当前碳化硅衬底已应用于射频器件及功率器件。碳化硅器件优点如下: (1)耐高压。击穿电场强度大,是硅的10倍,用碳化硅制备器件可以极大地提高耐压容量、工作频率和电流密度,并大大降低器件的导通损耗。所以在实际应用过程中,与硅基相比可以设计成更小的体积,约为硅基器件的1/10。 (2)耐高温。半导体器件在较高的温度下,会产生载流子的本征激发现象,造成器件失效。
    碳化硅衬底领域国产替代成效显著[ 09-17 15:03 ]
    碳化硅作为第三代半导体材料的主要代表之一,其技术发展也至关重要。虽然国内碳化硅的技术水平与国外有所差距,但国内企业在2-6英寸的半绝缘型和导电型碳化硅衬底领域均已实现部分国产替代,8英寸晶圆也在研制过程中,国产替代进程讲持续突破。 碳化硅市场产业链主要分为晶圆衬底制造、外延片生产、碳化硅器件研发和装备封装测试四个部分,分别占市场总成本的50%、25%、20%、5%,由于具备晶体生长过程繁琐,晶圆切割困难等特点,碳化硅衬底的制造成本一直处于高位。目前高质量衬底的应用主要集中于WolfSpeed、II-VI、RO
    Wolfspeed宣布斥巨资扩产碳化硅晶圆产能[ 09-15 16:27 ]
    9月9日,碳化硅半导体技术全球领导者Wolfspeed宣布将在北卡罗来纳州投建200mm(8吋)碳化硅晶圆项目,一期投资13亿美元,预计2024年投产;二期预计投资48亿美元,到2030年投产,投资目标是使Wolfspeed达到目前产能的十倍。 Wolfspeed首席执行官GreggLowe表示,碳化硅芯片能够在500华氏度以上运行,电压大约是传统硅片可以处理的10倍,基于碳化硅的芯片已在电动汽车中找到一席之地,它们用于逆变器——该组件的作用是将电力从汽车电池传输到使车轮转动的电机。L
    碳化硅器件工艺难点在哪里?[ 09-14 17:19 ]
    衬底片完了之后就是长外延,外延之后就是一系列的光刻,刻蚀,涂胶,沉积,清洗,离子注入等工艺,和硅工艺基本一致,然后就是后道的晶圆切die,封装测试等,基本流程和硅差不多。 其中长外延,光刻胶,背面退火,刻蚀,以及氧化栅极工艺区别,欧姆接触和硅工艺区别非常大。 硅的外延工艺就是普通的硅外延炉之类价格也很便宜国产的大约400-500万一台(8英寸的);碳化硅的是特殊的MOCVD/HT-CVD,且价格非常贵,基本要800-1500万人民币一台,而且产能很低,一台炉子一个月产能是30片。 外延炉主要是国外
    为什么碳化硅晶圆成本高?[ 09-13 16:14 ]
    碳化硅的长晶技术大致有三种,PVT物理气相传输法,HT-CVD高温气相沉积法,以及LPE溶液法。 其中PVT比较主流,优点是简单,可靠,成本可控。CVD对设备要求太高,价格很贵,只有高质量的半绝缘衬底会用这个方法;LPE溶液法能做天然P型衬底,但是缺陷很难控制,还需要时间积累,日本公司不少专注于这个路线。 以PVT法为例,这种方案下碳化硅生长速度只有硅材料生长速度的1/100都不到,144小时只有2cm左右的厚度,实在是太慢了,要想获得更多的产量,只能靠长晶炉数量堆。 目前国外日新技研和PVATe
    碳化硅现在面临的缺点和掣肘是什么?[ 09-12 15:09 ]
    碳化硅优点很多,但是目前也仅仅是一个小汽车应用场景上使用,还是无法大规模替代硅功率器件,业内从技术和产业角度来理解有以下这些问题。 首先碳化硅这种材料,在自然界是没有的,必须人工合成,结果必然是成本远远高于可以自然开采的材料,而且碳化硅升华熔点约2700度,且没有液态,只有固态和气态,因此注定不能用类似拉单晶的切克劳斯基法(CZ法)制备,因此第一步晶体生长技术卡住了第一步也是最关键的一步,导致原材料价格过于昂贵。 因此碳化硅6英寸衬底高达1000美金,而6英寸硅片为23美金(150元),两者实在差太多了
    碳化硅为什么会进入高速发展阶段?[ 09-11 16:07 ]
    人类历史上第一次发现碳化硅是在1891年,美国人艾奇逊在电溶金刚石的时候发现一种碳的化合物,这就是碳化硅首次合成和发现。随后各国科学家经过深入研究之后,终于理清了碳化硅的优点和特性,并且发明了各种碳化硅的长晶技术,产业研究前后长达70多年。 2001年的时候英飞凌就做出了第一只碳化硅二极管,然后Cree,罗姆,ST等公司也相继进入碳化硅领域,做出了碳化硅二极管,三极管,MOSFET管等,有少量科研机构用研发过碳化硅IGBT结构,但是IGBT结构的一时半刻找不到应用场景。 以前大家都知道碳化硅很好,但是问
    宽禁带半导体材料的优点[ 09-09 17:05 ]
    碳化硅,氮化镓有个很拉风的名字叫宽禁带半导体材料,国内也叫第三代半导体。它特指禁带宽度超过2.2eV的材料主要是碳化硅(3.2eV)和氮化镓(3.34eV);超过4.0eV叫超宽禁带半导体材料,国内叫第四代半导体材料,包括氮化铝(AlN),金刚石(C),氧化镓(Ga2O3)和氧化锌(ZnO),就是上上周美国搞制裁的那个,有意思的是美国只禁了氧化镓和金刚石,不提氮化铝和氧化锌,嘿嘿!说明他们这块不行,氮化铝可能还是日本和中国搞的出色些。 禁带宽度物理意义是实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产
    三种生长SiC单晶用SiC粉体制备方法的优缺点[ 09-08 17:45 ]
    生长SiC单晶用的SiC粉体纯度要求很高,其中杂质含量应至少低于0.001%。在众多SiC粉合成方法中,气相法通过控制气源中的杂质含量可以获得纯度较高的SiC粉体;液相法中只有溶胶-凝胶法可以合成纯度满足单晶生长需要的SiC粉体;固相法中的改进自蔓延高温合成法是目前使用范围最广,合成工艺最成熟的SiC粉体的制备方法。 目前合成单晶生长用高纯SiC的方法并不多,以CVD法和改进的自蔓延合成法为主,其中气相法合成的粉体多为纳米级,生产效率低,无法满足工业需求;同时,固相法制备过程的众多杂质中,N元素的含量一直
    碳化硅晶圆生产用高纯碳化硅粉制备方法[ 09-07 15:41 ]
    生长SiC单晶用的SiC粉体纯度要求很高,其中杂质含量应至少低于0.001%。在众多SiC粉合成方法中,气相法通过控制气源中的杂质含量可以获得纯度较高的SiC粉体;液相法中只有溶胶-凝胶法可以合成纯度满足单晶生长需要的SiC粉体;固相法中的改进自蔓延高温合成法是目前使用范围最广,合成工艺最成熟的SiC粉体的制备方法。 一、气相法 1.化学气相沉积法(CVD法) CVD法是通过气体的高温反应得到超细、高纯的SiC粉体,其中Si源一般选择SiH4和SiCl4等,C源一般选择CH4、C2H2和CCl4等
    碳化硅粉在碳化硅晶圆生产中的应用[ 09-06 16:39 ]
    碳化硅晶圆的生产,是先要制备碳化硅衬底,目前其制备多采用改进Lely法、高温CVD法和溶液法,其中以改进Lely法为主流。 Lely法,又称升华法,其基本原理是:在空心圆筒状石墨坩埚中(最外层石墨坩埚,内置多孔石墨环),将具有工业级纯度的碳化硅粉料投入坩埚与多孔石墨环之间加热到2500℃,碳化硅在此温度下分解与升华,产生一系列气相物质比如硅单晶、Si2C和SiC2等。由于坩埚内壁与多孔石墨环之间存在温度梯度,这些气相物质在多孔石墨环内壁随机生成晶核。但Lely法产率低,晶核难以控制,而且会形成不同结构,尺寸也
    碳化硅陶瓷在新能源领域的潜力[ 09-05 16:13 ]
    碳化硅陶瓷是从20世纪60年代开始发展起来的一种先进陶瓷材料,由于具备化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、密度小、耐磨性能好、硬度大、机械强度高、耐化学腐蚀等特性,在精细化工、半导体、冶金、国防军工等领域都有着广泛的应用。 值得关注的是,在近年发展得如火如荼的锂电池领域中,碳化硅陶瓷在其原料的制备环节上也同样发挥着重要作用,如: ①磷酸铁锂正极材料的超细研磨 磷酸铁锂是目前广泛使用的锂电池正极材料之一。由于纳米粒子可减小锂离子嵌入脱出深度和行程,保证大电流放电时容量不衰减,因此“超
    碳化硅功率器件的多功能集成封装技术和散热技术介绍[ 09-03 16:45 ]
    碳化硅器件的出现推动了电力电子朝着小型化的方向发展,其中集成化的趋势也日渐明显。瓷片电容的集成较为常见,通过将瓷片电容尽可能靠近功率芯片可有效减小功率回路寄生电感参数,减小开关过程中的震荡、过冲现象。但目前瓷片电容不耐高温,所以并不适宜于碳化硅的高温工作情况。 驱动集成技术也逐渐引起了人们的重视,三菱、英飞凌等公司均提出了SiC智能功率模块(IPM),将驱动芯片以及相关保护电路集成到模块内部,并用于家电等设备当中。此外,还有EMI滤波器集成,温度、电流传感器集成、微通道散热集成等均有运用到碳化硅封装设计当中。
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