中國粉體網(wǎng)訊 近日，全球半導體優(yōu)勢產(chǎn)商意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)宣布，其瑞典北雪平工廠制造出首批200mm (8英寸)碳化硅(SiC)晶圓片，這些晶圓將用于生產(chǎn)下一代電力電子芯片的產(chǎn)品原型。
（圖片來源：意法半導體官網(wǎng)）
與 150mm晶圓相比，200mm晶圓可增加產(chǎn)能，將制造集成電路可用面積幾乎擴大1 倍，合格芯片產(chǎn)量是150mm晶圓的1.8 – 1.9 倍。SiC晶圓升級到200mm標志著ST面向汽車和工業(yè)客戶的擴產(chǎn)計劃取得重要的階段性成功，鞏固了ST在這一開創(chuàng)性技術領域的領導地位，提高了電力電子芯片的輕量化和能效，降低客戶獲取這些產(chǎn)品的總擁有成本。
據(jù)了解，ST首批200mm SiC晶圓片質(zhì)量較好，影響芯片良率和晶體位錯的缺陷非常少。較低的缺陷率離不開意法半導體碳化硅公司(前身是Norstel公司，2019年被ST收購)在SiC硅錠生長技術開發(fā)方面的深厚積累和沉淀。除了晶圓片滿足嚴格的質(zhì)量標準外，SiC晶圓升級到200mm還需要對制造設備和整體支持生態(tài)系統(tǒng)進行升級更換。意法半導體正在與供應鏈上下游技術廠商合作開發(fā)自己的制造設備和生產(chǎn)工藝。
作為第三代半導體的代表材料，碳化硅市場發(fā)展迅速。與硅材料相比，以碳化硅為襯底制造的半導體器件具備高功率、耐高壓、耐高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優(yōu)點，可廣泛用于新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等現(xiàn)代工業(yè)領域。隨著下游行業(yè)對半導體功率器件輕量化、高轉換效率、低發(fā)熱特性需求的持續(xù)增加，SiC在功率器件中取代Si成為行業(yè)發(fā)展的必然。
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，一是上游襯底，二是中游外延片，三是下游器件制造。從全球SiC器件開發(fā)參與者來看，目前以美國、歐洲、日本廠商為主。當中，德國英飛凌、日本羅姆、美國Cree（科銳）三家企業(yè)目前約占據(jù)90％的SiC市場份額，處于三足鼎立的龍頭地位。羅姆曾在接受蓋世汽車采訪時表示，與2019財年（截至2020年3月31日）相比，預計2024財年（截至2025年3月31日）的羅姆的SiC生產(chǎn)能力將提升5倍以上。除了以上三家外，意法半導體、安森美等國外半導體企業(yè)亦取得不錯的進展。
目前，碳化硅半導體飛速發(fā)展，其中新能源汽車成為主要驅動力。正如意法半導體汽車和分立器件產(chǎn)品部總裁 Marco Monti 表示：“汽車和工業(yè)市場正在加快推進系統(tǒng)和產(chǎn)品電氣化進程，SiC晶圓升級到200mm將會給我們的汽車和工業(yè)客戶帶來巨大好處。隨著產(chǎn)量擴大，提升規(guī)模經(jīng)濟效益是很重要的。在覆蓋整個制造鏈的內(nèi)部SiC生態(tài)系統(tǒng)方面積累深厚的專業(yè)知識，可以提高我們的制造靈活性，更有效地控制晶圓片的良率和質(zhì)量改進�！�
在電氣化車輛上，SiC功率半導體主要用于驅動和控制電機的逆變器、車載DC/DC轉換器、車載充電器（OBC）等�！澳壳�，電動車中的主驅逆變器仍以IGBT+硅FRD為主，但考慮到未來電動車需要更長的行駛里程、更短的充電時間和更高的電池容量，在車用半導體中，碳化硅一定會是未來趨勢。
參考來源：
意法半導體制造首批200mm碳化硅晶圓. 意法半導體官網(wǎng)，中國粉體網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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