山東粵海金半導(dǎo)體科技有限公司(下文簡(jiǎn)稱(chēng)“粵海金”)于11月21日宣布自主研制的SiC單晶生長(zhǎng)爐上成功制備出直徑超過(guò)205毫米的8英寸導(dǎo)電型SiC晶體,晶體表面光滑無(wú)缺陷,厚度超過(guò)20毫米,同時(shí)已經(jīng)順利加工出8英寸SiC襯底片。
粵海金是高金富恒集團(tuán)旗下專(zhuān)門(mén)從事第三代半導(dǎo)體材料——SiC襯底片材料研發(fā)與生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化公司。目前主要產(chǎn)品為6英寸導(dǎo)電SiC襯底片,同時(shí)致力于更大尺寸的導(dǎo)電型襯底片/半絕緣型襯底片的工工藝研發(fā)。
除了粵海金,今年不少?gòu)S商都在加速SiC襯底從6英寸轉(zhuǎn)向8英寸的進(jìn)程,為何企業(yè)紛紛押寶8英寸?
從市場(chǎng)需求上看,SiC作為第三代半導(dǎo)體材料,在車(chē)載功率器件領(lǐng)域的優(yōu)異表現(xiàn),受到了市場(chǎng)的追捧。搭載了SiC功率器件的車(chē)型,充能時(shí)間顯著縮短、續(xù)航里程增加,用戶使用體驗(yàn)得到提升。
在近日舉辦的廣州車(chē)展上,有不少車(chē)企推出了新款車(chē)型,其中比亞迪仰望系列、吉利銀河E8、極氪007等廣受歡迎的車(chē)型都能看見(jiàn)SiC的影子。在如此內(nèi)卷的市場(chǎng)中,往后走,高壓SiC平臺(tái)或?qū)⒊蔀樾码娷?chē)的標(biāo)配。
但受SiC襯底生產(chǎn)難度大的限制,加上市場(chǎng)的需求增大,SiC供貨或?qū)⒃桨l(fā)緊張。據(jù)三安光電此前預(yù)測(cè),2025年SiC預(yù)計(jì)存在約400萬(wàn)片的產(chǎn)能缺口。
為了緩解產(chǎn)能不足的問(wèn)題,人們不得不將目光從6英寸轉(zhuǎn)向8英寸。Wolfspeed數(shù)據(jù)顯示,從6英寸升級(jí)到8英寸,合格芯片產(chǎn)量可以增加 80%-90%。
從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)上看,SiC器件的成本主要由襯底、外延、流片和封測(cè)等環(huán)節(jié)形成。SiC襯底在整個(gè)SiC器件成本中占比最高,達(dá)45%,而排名第二的外延也不超過(guò)30%,差距較大。想要有效降低SiC器件的成本,最優(yōu)解是降低SiC襯底的生產(chǎn)成本,而采用8英寸襯底可以將單位綜合成本降低50%。
從技術(shù)面來(lái)講,隨著工藝的日漸完善,6英寸向8英寸擴(kuò)徑的驅(qū)動(dòng)力將越發(fā)強(qiáng)勁。據(jù)TrendForce集邦咨詢此前表示,目前SiC產(chǎn)業(yè)以6英寸為主流,占據(jù)近80%市場(chǎng)份額,8英寸則不到1%。8英寸的晶圓尺寸擴(kuò)展,是進(jìn)一步降低SiC器件成本的關(guān)鍵。若達(dá)到成熟階段,8英寸單片的售價(jià)約為6英寸的1.5倍,且8英寸能夠生產(chǎn)的晶粒數(shù)約為6英寸SiC晶圓的1.8倍,晶圓利用率顯著提高。
此外,TrendForce集邦咨詢表示,在8英寸方面,近年來(lái)國(guó)際大廠積極推進(jìn)8英寸產(chǎn)線建設(shè),現(xiàn)階段僅Wolfspeed一家步入量產(chǎn),且實(shí)際進(jìn)展并不如預(yù)期。
6英寸轉(zhuǎn)向8英寸的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)明顯,結(jié)合國(guó)際形勢(shì),8英寸SiC襯底蘊(yùn)含著國(guó)內(nèi)廠商實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)的機(jī)遇。
據(jù)此前統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)有10家企業(yè)在研發(fā)8英寸襯底,包含爍科晶體、晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、南砂晶圓、同光股份、天科合達(dá)、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、湖南三安、超芯星等。這些企業(yè)近年來(lái)在8英寸SiC襯底的研發(fā)與生產(chǎn)方面,或多或少取得了一些建樹(shù),并積極加大投入力度,以爭(zhēng)取先機(jī)。
隨著國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的廠商在8英寸襯底領(lǐng)域取得進(jìn)展,國(guó)內(nèi)8英寸替代6英寸成為主流的時(shí)間將會(huì)一步步縮短,同時(shí)伴隨相關(guān)技術(shù)突破增多,國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外大廠的技術(shù)差距將逐漸減小,國(guó)內(nèi)企業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將逐步提高。
化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)Rick