谁能掌握sic技术，便可引领半导体行业发展 >> 行业新闻-j9九游会登录入口

来源：半导体器件应用网

日前，德国大厂英飞凌宣布，已收购一家名为siltectra的初创企业，将一项创新技术(coldspilt)也收入了囊中。“冷切割”是一种高效的晶体材料加工工艺，能够将材料损失降到最低。英飞凌将把这项技术用于碳化硅（sic）晶圆的切割上，从而让单片晶圆可出产的芯片数量翻番。进一步加码碳化硅市场。

在早些时候，意法半导体ceo在接受半导体行业观察等媒体采访也谈到，该公司的碳化硅产品已实现批量出货，年出货金额在今年能突破一亿美元，市场占有率高达90%；x—fab也声称将扩大晶圆的生产；日本罗姆今年四月也宣布，将在其福冈筑后工厂投建新厂房，扩充碳化硅产能。

多方面的消息证明，碳化硅大战一触即发。

sic功率器件需求大增

据semiconductor engineering报道，sic是一种基于硅和碳的复合半导体材料。在生产流程中，专门的sic衬底被开发出来，然后在晶圆厂中进行加工，得到基于sic的功率半导体。许多基于sic的功率半导体和竞争技术都是专用晶体管，它们可以在高电压下开关器件的电流。它们用于电力电子领域，可以实现系统中电力的转换和控制。

得益于其垂直架构，因此相较于氮化镓和硅，碳化硅可以承受更高的电压，能适用于1000v以上的应用市场。以硅而言，目前硅基mosfet多应用在1000v以下，约600~900v之间，若是超过1000v，其芯片体积(chip size)会变得很大，以及切换损耗、寄生电容都会跟着提升，另外价格也会大涨，因此较不适用于1000v以上的应用。而sic因其宽带隙技术脱颖而出。而与传统硅基器件相比，sic的击穿场强更是传统硅基器件的10倍，导热系数是传统硅基器件的3倍，具有极其强大的优势。

sic和gan设计方式不同，耐压程度也因而有所差异。

罗姆在接受半导体行业观察采访时也表示，在功率元器件领域中，sic作为新一代材料备受瞩目，与传统使用的si相比，sic元器件实现低导通电阻、高速开关、高温工作。且使用sic元器件能让设备变得更小、功耗更低。因具备高耐压、高耐热性，使得之前不能使用的小空间和严酷环境下的安装成为可能。以汽车为例，应用于混合动力汽车、电动汽车，可大幅度降低油耗，扩大室内空间。用于太阳能发电时，功率损耗率能减少50%，有望为地球环境问题的缓解做出巨大贡献。这就使得这个新型材料器件非常适合于在电源、汽车、铁路、工业设备、家用消费电子设备等各个领域。尤其是今年来随着电动车等产业的发展要求，市场对sic的需求大增。

据麦姆斯咨询报道，2018年全球将会有超过20家的汽车业者，在obc中使用sic肖特基二极体(schottky diodes)或sic mosfet；未来sic功率半导体在obc市场中有望以cagr 44%的速度成长至2023年。麦姆斯继续指出，未来将有愈来愈多的汽车制造商会在主逆变器中采用sic功率半导体，特别是中国车商，近几年更是纷纷考虑使用sic功率元件，因此，2017~2023年，sic功率元件在主逆变器市场的cagr，更可能高达108%。这就推动市场的爆发性进展。

从他们提供的数据我们可以看到，全球sic功率半导体市场将从2017年的3.02亿美元，快速成长至2023年的13.99亿美元，年复合成长率达29%。

上游供应商加紧布局

面对这样一个成长态势，sic的上游供应链厂商正在积极布局。

首先在晶圆方面，目前全球仅约有三、四家业者（cree、norstel、新日铁住金等）能提供稳定的产量，但似乎这个领域正在面临不同的变化。

首先在全球sic晶圆领头羊cree方面，他们加快向汽车领域进军。

今年八月，该公司旗下的wolfspeed宣布，推出用于电动汽车（ev）和可再生能源市场的新型稳健sic半导体器件系列e-series 。据官方介绍，wolfspeed的e系列是第一个符合汽车aec-q101标准并具有ppap功能的sic mosfet和二极管商用系列。该产品使其成为唯一一款符合高湿度和汽车资质的商用sic mosfet和二极管系列产品，可为当今电力市场提供最可靠，最耐腐蚀的元件。

而日企昭和电工则在最近一年多里发布了多次sic扩产声明。

昭和电工表示，该公司之前分别于2017年9月、2018年1月宣布增产sic晶圆，不过因sic制电源控制晶片市场急速成长、为了因应来自顾客端旺盛的需求，因此决定对sic晶圆进行第3度的增产投资。昭和电工sic晶圆月产能甫于今年(2018年)4月从3,000片提高至5,000片(第1次增产)，且将在今年9月进一步提高至7,000片(第2次增产)，而进行第3度增产投资后，将在2019年2月扩增至9,000片的水准、达现行(5,000片)的1.8倍。

在代工厂方面，x-fab在今年九月宣布，计划将其位于德克萨斯州6英寸sic工艺工厂产能翻番，以满足客户对高效功率半导体器件日益增长的需求。为了使容量翻倍，x-fab 德州工厂购买了第二台加热离子注入机，用于制造6英寸sic晶圆。预计到在2019年第一季度及时生产，以满足预计的近期需求。

x-fab德州工厂的lloyd whetzel说：“随着sic的日益普及，我们早就明白，提高离子注入能力是我们在sic市场上的持续制造成功的关键。但这只是我们针对特定sic制造工艺改进的总体资本计划的第一步。这体现了x-fab对sic行业的承诺，并保持我们在sic铸造业务中的领导地位。”

来自我国台湾地区的晶圆代工厂汉磊在今年八月也宣布，决定扩大碳化硅（sic）产能，董事会决议斥资3.4亿元新建置6吋sic生产线，为台湾地区第一家率先扩增sic产能的代工厂，预计明年下半年可以展开试产。据了解，汉磊目前已建立4吋sic制程月产能约1500片，预计将现有6吋晶圆厂部分生产线改为sic制程生产线，先把制程建立起来，以满足车载、工控产品等客户强劲需求，因6吋的sic售价达4000美元（约12万台币），估计每月只要产出2000到3000片，带动营收就可望增加2、3亿元以上。

国产方面，也有玩家跃跃欲试。

根据公开资料显示，今年五月，上海瞻芯电子声称，他们制造的第一片国产6英寸碳化硅（sic）mosfet晶圆正式面世。据介绍，该公司2017年7月17日在上海临港科技城正式注册成立；于2017年10月上旬完成工艺流程、器件和版图设计，在10月到12月间完成初步工艺试验；并且从2017年12月开始正式流片，在短短不到5个月内克服种种困难，成功地在一条成熟量产的6英寸工艺生产线上完成碳化硅（sic） mosfet的制造流程。晶圆级测试结果表明，各项电学参数达到预期，为进一步完成工艺和器件设计的优化奠定了坚实基础。

而成立于2006年的北京天科合达更自称是亚太区碳化硅晶片生产制造先行者。

按照他们官方网站的介绍，北京天科合达在国内首次实现碳化硅晶体的产业化，打破了国外长期的技术封锁和垄断，向国内60余家科研机构批量供应晶片（包括半绝缘、导电、沿c轴和偏角度等），推动了碳化硅外延、器件等相关的基础研究，带动南车集团等20多家（包含新成立的5家）企业进入下游外延、器件和模块产业，在国内形成了完整的产业链，推动了我国宽禁带半导体产业的发展。

瀚天天成则是国内另一家专注于碳化硅外延晶片的中美合资高新技术企业。据digtimes的报道，依赖于由大陆、美、日共同组成的顶尖研发技术团队。公司从2011年成立以来，已经形成三英寸四英寸以及六英寸的完整碳化硅半导体外延晶片生产线，并满足600v、1200v、1700v器件制作的需求。公司更是国内第一家提供商业化6英寸碳化硅外延片的供应商。公司更是预计在今年年底完成二期厂房的土地建设，在明年上半年逐步释放新产能。二期扩建预期实现十倍产能的增长，达产年可实现每年30万片的产能目标。

这些国内外的上游厂商正在推动sic产业的进一步发展。

下游芯片厂的争相竞逐

为了更好地把握即将爆发的机会，下游的芯片厂也加码卡位。

以英飞凌为例，在今年二月，英飞凌科技股份公司与科锐公司签署一份碳化硅（sic）晶圆长期供货战略协议。按照英飞凌首席执行官reinhard ploss指出：“我们对科锐公司的了解由来已久，它是一家强大可靠的j9九游会登录入口的合作伙伴，在业界享有良好声誉。凭借这份碳化硅晶圆长期供货协议，我们能够增强自身在汽车和工业功率控制等战略增长领域的优势，从而为客户创造更大价值。”这是保证英飞凌在sic批量出货前的有力支持。

至于日前收购的siltectra，则是英飞凌为提供sic芯片产量而做的一个决定。据介绍，该公司开发的cold split可有效处理晶体材料，并可大幅减少材料损耗。英飞凌将采用此cold split技术分割碳化硅(sic)晶圆，使晶圆产出双倍的芯片数量。英飞凌执行长reinhard ploss也表示：“此次收购将协助我们利用新材料碳化矽扩展优异的产品组合。我们对系统的了解以及在薄晶圆方面的独特专业技术将和cold split技术及siltectra的创新能力相辅相成。cold split技术有助于我们以更多的sic晶圆量产sic产品，进一步扩展在再生能源，以及推动sic在电动车传动系统的使用率。”