国内8英寸SiC工程片下线！降本节奏加速
发布日期：2024-06-12 10:58浏览次数：290
经过近五年新能源汽车市场的高速发展，过去价格高昂的SiC功率器件已经被广泛应用到电动汽车上。而SiC的降本，一方面是源自整体产能的不断提高，包括衬底、外延以及晶圆制造等产线扩张；另一部分是源自过去十多年时间里，SiC衬底尺寸从4英寸完全过渡至6英寸，加上良率的提升。更大的衬底尺寸，意味着单片SiC晶圆所能够制造的芯片数量更多，晶圆边缘的浪费减少，单芯片成本降低。
因此目前SiC产业都往8英寸晶圆发展，Wolfspeed的报告显示，以32mm2面积的裸片（芯片）为例，8英寸晶圆上的裸片数量相比6英寸增加近90%，同时边缘裸片数量占比从14%降低至7%，也就是说8英寸晶圆利用率相比6英寸提升了7%。Wolfspeed是全球最早量产8英寸SiC衬底以及晶圆的厂商，2022年4月，Wolfspeed的全球首座8英寸SiC晶圆厂在美国投产。而国内方面，8英寸衬底在近两年的进展神速，多家衬底厂商已经完成研发，部分国内SiC衬底厂商已经实现8英寸的批量出货。
比如天岳先进在2023年度业绩说明会上，就已经宣布公司8英寸SiC衬底产品实现了批量化销售；另外包括烁科晶体、晶盛机电、天科合达、同光股份等都已经进行了小批量生产。8英寸外延片方面，天域半导体、瀚天天成、百识电子都已经具备8英寸SiC外延片的供应能力。晶圆制造方面，由于晶圆尺寸的迭代需要先与上游的衬底和外延片厂商紧密合作，晶圆制造产线需要配合上游衬底的量产节点来推进。而当前8英寸SiC衬底和外延片已经开始出货后，自然晶圆制造端也要跟上。
最近芯联集成宣布8英寸SiC工程批顺利下线，成为了国内首家开启8英寸SiC制造的晶圆厂。目前，碳化硅单器件价格普遍为硅器件的4、5倍左右。碳化硅器件要被广泛采用，成本必须持续优化，如今业内的目标是将碳化硅器件的成本降到硅器件的2.5倍甚至2倍以内。芯联集成8英寸SiC晶圆产线的打通，一方面是打通了在功率器件在8英寸SiC晶圆上的制造能力，通过扩大晶圆面积，来降低单芯片的成本；另一方面也能够配合国产8英寸SiC衬底，将SiC本土制造产业链打通，进一步降低成本的同时，也能够保障供应链安全。
因为芯联集成总经理赵奇在5月份的采访中也提到，目前公司SiC外延片和衬底片供应商90%来自国内，未来8英寸规模量产后采用国内供应商完全没有问题。当然，降低成本的方向也不仅是晶圆尺寸的增加，比如从生产上提高良率、在器件设计上采用沟槽栅等。MOSFET等功率芯片是由多个元胞组成，以往SiC MOSFET芯片是使用平面栅结构，但这种结构限制了元胞间距。采用沟槽栅结构后，能够有效缩小元胞间距，降低芯片面积，同尺寸晶圆下就能切出更多的功率芯片。
目前，国内8英寸SiC产业链上，还有众多项目正在进行建设，包括上游衬底、外延，下游晶圆制造/代工、功率模块封测等。而随着整体产业链在8英寸产线上的落地速度加快，未来SiC降本的节奏可能还将会继续加速。
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