今年以來，眾多企業(yè)均在提速布局8吋SiC。

近日，科友半導(dǎo)體首批8吋碳化硅襯底宣布下線，其他在今年內(nèi)取得突破的企業(yè)還包括三安半導(dǎo)體、天成半導(dǎo)體及乾晶半導(dǎo)體等。


科友半導(dǎo)體：首批8吋SiC襯底下線

10月16日，科友半導(dǎo)體官微宣布，他們首批自產(chǎn)8英寸SiC襯底于9月份在科友產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū)襯底加工車間成功下線，標(biāo)志著科友在8英寸SiC襯底加工，以及大尺寸襯底產(chǎn)業(yè)化方面邁出了堅實一步。

據(jù)悉，科友半導(dǎo)體8英寸晶體直徑超過210mm，厚度目前穩(wěn)定在15mm以上。缺陷控制方面，8英寸晶體微管密度＜0.1個cm-2，位錯缺陷密度＜5000個cm-2，晶體質(zhì)量處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

據(jù)了解，科友半導(dǎo)體成立于2018年5月，企業(yè)坐落于哈爾濱市新區(qū)，是一家專注于第三代半導(dǎo)體裝備研發(fā)、襯底制作、器件設(shè)計、科研成果轉(zhuǎn)化的國家級高新技術(shù)企業(yè)。

據(jù)”行家說三代半“此前報道，2023年4月，科友半導(dǎo)體8英寸SiC中試線正式貫通，并進入中試線生產(chǎn)；6月，科友半導(dǎo)體宣布實現(xiàn)了8英寸SiC單晶的量產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)突破，在晶體尺寸、厚度、缺陷控制、生長速率、制備成本及裝備穩(wěn)定性等方面取得可喜成績。


國內(nèi)實力與海外差距

最近天科合達在徐州發(fā)布了8英寸導(dǎo)電型SiC襯底，并公布了關(guān)鍵實測數(shù)據(jù)，表示多項指標(biāo)均處于行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。至于量產(chǎn)時間，公司透露8英寸的小規(guī)模量產(chǎn)時間定在2023年。

那么到底天科合達的襯底水平如何？官方的數(shù)據(jù)中，這次發(fā)布的8英寸SiC襯底EPD（蝕坑密度）小于4000/cm2、TSD（螺旋位錯）能達到100/cm2以下、BPD（基面位錯）達到200/cm2以下。

Wolfspeed在2021年曾分享過其當(dāng)時8英寸SiC襯底的位錯圖，顯示TSD和BPD分別為289/cm2和684/cm2，單從這兩項數(shù)據(jù)上，確實天科合達的8英寸襯底已經(jīng)超過Wolfspeed去年公布的數(shù)據(jù)。據(jù)了解，天科合達8英寸產(chǎn)品是基于6英寸MOS級的襯底進行研發(fā)，預(yù)計公司2025年底6英寸有效年產(chǎn)能可以達到55萬片，同時6到8英寸可以根據(jù)實際需求進行快速產(chǎn)能切換。

不過目前天科合達公布的產(chǎn)品指標(biāo)，顯然距離大規(guī)模量產(chǎn)還有一段距離，最終的量產(chǎn)產(chǎn)品如何最快都要明年小規(guī)模量產(chǎn)，送樣下游外延或器件廠商后才能做出判斷?，F(xiàn)階段從下游廠商對6英寸SiC襯底產(chǎn)品的反饋來看，國內(nèi)供應(yīng)商產(chǎn)品的缺陷、良率相比海外龍頭還有一定距離。

海外進度方面，SiC龍頭Cree（Wolfspeed）早在2015年就宣布成功研發(fā)出8英寸SiC襯底，直至2019年完成了首批樣品的制備。到了今年4月，Wolfspeed正式啟用了其位于美國紐約州的莫霍克谷工廠，這也是全球第一個8英寸SiC晶圓廠；9月，公司宣布工廠已建造完成，所有設(shè)備已就位，預(yù)計年底之前向客戶發(fā)貨，并在2024年達產(chǎn)。

除了Wolfspeed之外，ST、羅姆也早已實現(xiàn)8英寸SiC襯底小規(guī)模試產(chǎn)?；蛟S是受到需求的推動，此前ST、羅姆都規(guī)劃在2024年開始大規(guī)模量產(chǎn)，但目前量產(chǎn)節(jié)點都被提前到了2023年。

其實國內(nèi)8英寸SiC也有多家企業(yè)在進行研發(fā)，國內(nèi)最早在2020年10月，爍科晶體就宣布成功研發(fā)8英寸SiC襯底，并在今年年初宣布實現(xiàn)8英寸N型SiC拋光片的小批量生產(chǎn)。今年8月，晶盛機電也宣布首顆8英寸N型SiC晶體成功出爐；9月，在ICSCRM國際碳化硅及相關(guān)材料論壇上，天岳先進分享了公司8英寸SiC襯底的最新研發(fā)情況，已自主擴徑實現(xiàn)8英寸產(chǎn)品研發(fā)成功。

按照目前國內(nèi)相關(guān)企業(yè)在8英寸SiC襯底上的進度，顯然再一次拉近了在SiC襯底上與國際領(lǐng)先水平的距離。相較于6英寸襯底量產(chǎn)的7年時間差，如果進度理想的話，8英寸SiC襯底量產(chǎn)時間與海外龍頭的差距可能會縮短至3年。

三安、天成、乾晶等成功研發(fā)出8吋SiC

據(jù)《2023年碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》統(tǒng)計，2023年以來，國內(nèi)又新增7家8吋SiC企業(yè)。


東尼電子：8吋SiC獲小批量訂單

9月18日，東尼電子發(fā)布投資者關(guān)系活動記錄表表示，公司8英寸碳化硅襯底處于研發(fā)驗證階段，已有小批量訂單，后續(xù)將繼續(xù)注重技術(shù)工藝研發(fā)，并持續(xù)推進驗證量產(chǎn)進程。


三安：發(fā)布8英寸襯底

9月6日，三安半導(dǎo)體發(fā)布消息稱，該公司攜碳化硅全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品亮相SEMICON Taiwan 2023。除了推出650V-1700V寬電壓范圍的SiC MOSFET外，三安半導(dǎo)體還首發(fā)了8英寸碳化硅襯底。

三安半導(dǎo)體表示，展會上有多家重要客戶在詳細詢問三安半導(dǎo)體產(chǎn)品參數(shù)后，表示已經(jīng)確認采購意向。


超芯星：獲8英寸碳化硅訂單

7月27日，超芯星官微宣布，他們已與國內(nèi)知名下游客戶簽訂了8英寸碳化硅深度戰(zhàn)略合作協(xié)議。

超芯星透露，他們已于2022年成功研制出8英寸碳化硅襯底，未來他們將根據(jù)客戶的擴產(chǎn)進度，為其提供優(yōu)質(zhì)襯底。


天成半導(dǎo)體：8吋SiC單晶技術(shù)獲突破

6月22日，“行家說三代半”在調(diào)研中了解到，山西天成半導(dǎo)體實現(xiàn)了8吋SiC單晶技術(shù)研發(fā)突破。

天成半導(dǎo)體透露，他們這次開發(fā)出的8吋SiC單晶直徑達到202mm，各項參數(shù)指標(biāo)良好。


合盛硅業(yè)：8吋SiC研發(fā)順利

5月31日，據(jù)合盛硅業(yè)官微消息，旗下SiC生產(chǎn)線已具備量產(chǎn)能力；更重要的是，他們的8英寸SiC襯底研發(fā)順利，產(chǎn)品各項指標(biāo)均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。


乾晶半導(dǎo)體：采用電阻法研制8吋SiC

5月12日，浙江大學(xué)科創(chuàng)中心-乾晶半導(dǎo)體聯(lián)合實驗室已成功研制出厚度達27毫米的8英寸n型碳化硅單晶錠，并加工獲得了8英寸碳化硅襯底片。

值得一提的是，該SiC單晶突破依托的是PVT多段式電阻加熱策略。


盛新材料：產(chǎn)出8吋SiC

3月14日，據(jù)中國臺灣媒體爆料，盛新材料已經(jīng)成功產(chǎn)出臺灣首片8吋SiC襯底。

盛新材料董事長謝明凱表示，這是臺灣成功試產(chǎn)的首爐8吋SiC，由于臺灣SiC供應(yīng)鏈在8吋仍未成熟，包括沒有8吋的SiC切晶、晶圓廠及元件等產(chǎn)能，所以此次是由臺灣以外的伙伴完成首片8吋襯底。


碳化硅(SiC)未來技術(shù)發(fā)展趨勢

未來SiC晶圓制造技術(shù)的發(fā)展趨勢將朝著高質(zhì)量、低成本、可持續(xù)性和多功能化的方向發(fā)展，以滿足不斷增長的市場需求。這些趨勢將有助于促進SiC晶圓的廣泛應(yīng)用，并推動電子設(shè)備在高溫、高頻、高功率和高效能性方面的發(fā)展。以下是幾個關(guān)鍵方面的深入分析：

SiC材料質(zhì)量提升：未來制造SiC晶圓的趨勢之一是不斷提升SiC材料的質(zhì)量。這包括減小晶格缺陷和提高晶體質(zhì)量，以增加材料的可靠性和性能。通過精益的生長和處理技術(shù)，SiC晶圓的晶格缺陷可以降低，提高電子性能和可靠性。

大規(guī)模生產(chǎn)和降低成本：未來SiC晶圓制造將更加注重大規(guī)模生產(chǎn)和成本降低。這包括改進生長技術(shù)，如化學(xué)氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD），以提高產(chǎn)能和降低生產(chǎn)成本。此外，采用智能化和自動化生產(chǎn)流程有望進一步提高效率。

新型晶圓尺寸和結(jié)構(gòu)：未來SiC晶圓的尺寸和結(jié)構(gòu)可能會有所改變，以滿足不同應(yīng)用的需求。這可能包括更大直徑的晶圓、異質(zhì)結(jié)構(gòu)或多層晶圓，以提供更多的設(shè)計靈活性和性能選擇。

前瞻性制備技術(shù)：新的前瞻性制備技術(shù)，如電子束光刻、離子注入和氫退火等，有望改善SiC晶圓的加工和性能。這些技術(shù)可以用于微納加工和制備特殊結(jié)構(gòu)，從而拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。

能源效率和綠色制造：未來SiC晶圓的制造將更強調(diào)能源效率和綠色制造。采用可再生能源供電的工廠、綠色材料、廢物回收和低碳排放生產(chǎn)過程將成為制造業(yè)的趨勢。

整合多功能性：SiC晶圓的制造未來可能更加多功能化，將多種不同類型的器件集成到同一塊晶圓上，提供更高的系統(tǒng)集成度，減小電子設(shè)備的尺寸和重量。

應(yīng)用領(lǐng)域擴展：隨著SiC晶圓制造技術(shù)的不斷改進，預(yù)計它將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域，包括汽車、航空航天、電力電子、通信和醫(yī)療設(shè)備等，因此對不同應(yīng)用的需求將推動技術(shù)的發(fā)展。

百諫方略（DIResaerch）研究統(tǒng)計，2023年全球碳化硅(SiC)晶圓市場銷售額將達到8.55億美元，預(yù)計2030年將達到21.89億美元，2023-2030年復(fù)合增長率（CAGR）為14.37%。從地區(qū)層面分析，北美是最大的消費市場，2023年占全球市場份額43.17%。2023年北美碳化硅(SiC)晶圓市場銷售額將達到3.24億美元，預(yù)計2030年將達到8.07億美元，2023-2030年復(fù)合增長率（CAGR）為13.92%。