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Sic产业1

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创建时间:2024-07-05 15:48

碳化硅芯片不仅是一个新的出口,而且是一个巨大的挑战,那么我们就来碳化硅技术壁垒分析碳化硅的技术壁垒有哪些?碳化硅的技术壁垒是什么?

1) 以传统硅 (Si) 和锗 (Ge) 为代表的第一代半导体材料是集成电路制造的基础,广泛应用于低压、低频、低功率晶体管和探测器。超过90% 的半导体产品由硅基材料制成;

2) 第二代半导体材料以砷化镓 (GaAs) 、磷化铟 (InP) 和磷化镓 (GaP) 为代表,相对于硅基器件具有高频高速光电特性,在光电子和微电子领域应用广泛;

3) 第三代半导体材料以碳化硅 (SiC) 、氮化镓 (GaN) 、氧化锌 (ZnO) 、金刚石 (C) 、氮化铝 (AlN) 等新兴材料为代表。

成都超迈碳化硅是第三代半导体产业发展的重要基础材料。碳化硅功率器件由于其优异的耐高压、耐高温、低损耗等特点,能够有效满足电力电子系统高效率、小型化、轻量化的要求。

由于其优越的物理性能:高带隙 (对应于高击穿电场和高功率密度),高电导率和高热导率,有望成为未来生产半导体芯片最广泛使用的基础材料。特别是在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域优势明显。

碳化硅的技术壁垒有哪些?碳化硅的技术壁垒是什么?

成都超迈SiC制作工艺分为SiC单晶生长、外延层生长和器件制造三个步骤,分别对应产业链衬底、外延、器件和模块四个环节。

制造基板的主流方式是先通过物理气相升华,在高温真空环境下,将粉体升华,通过控制温度场在晶种表面生长碳化硅晶体。使用碳化硅晶片作为衬底,使用化学气相沉积法在晶片上沉积单晶层以形成外延晶片。在导电碳化硅衬底上生长的碳化硅外延层可以制成功率器件,主要用于电动车、光伏等领域; 在半绝缘碳化硅衬底上生长的氮化镓外延层可以进一步制成射频器件,应用于5g通信等领域。

目前,碳化硅产业链中碳化硅衬底的技术壁垒最高,碳化硅衬底的生产难度最大。

SiC的生产瓶颈尚未完全解决,原料晶柱质量不稳定,导致SiC器件成本居高不下。硅材料的长晶体可以在平均3天内长成晶体棒,但碳化硅晶体棒需要一周。一般的硅晶体棒可以生长200厘米长,但是碳化硅晶体棒只能生长2厘米。而且,SiC本身是一种硬而脆的材料,由其制成的晶圆在使用传统的机械切割晶圆时容易出现边缘碎裂,影响产品良率和可靠性。SiC衬底与传统的硅锭非常不同。从设备,工艺,处理到切割的一切都需要开发以处理碳化硅。

成都超迈碳化硅产业链主要分为四个环节: 衬底、外延、器件和应用。衬底材料是产业链的基础,外延材料是器件制造的关键,器件是产业链的核心,应用是产业发展的驱动力。行业上游采用原材料通过物理气相升华法等方法制作衬底材料,再采用化学气相沉积法等方法生长外延材料,行业中游基于上游材料制作射频器件、功率器件等器件,并最终应用于下游5g通信、电动汽车、轨道交通等。其中,承印物和延伸物占产业链成本的60% %,是产业链的主要价值。

(待续)

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