近日,經過晶體實驗室研發團隊半年多的技術攻關,晶盛機電首顆8英寸N型SiC晶體成功出爐,這標志著晶盛機電第三代半導體材料SiC研發自此邁入8英寸時代。
SiC器件具有耐高溫、耐高壓、高頻特性好、轉化效率高、體積小和重量輕等優點,被廣泛應用于新能源汽車、軌道交通、光伏、5G通訊等領域。但“高硬度、高脆性、低斷裂韌性”的碳化硅,對生產工藝有著極其苛刻的要求,而大尺寸的碳化硅晶體制備一直是行業的“卡脖子”技術。
此次研發成功的8英寸SiC晶體,晶坯厚度25mm,直徑214mm,是晶盛在大尺寸SiC晶體研發上取得的重大突破。
這不但成功解決了8英寸SiC晶體生長過程中溫場不均、晶體開裂、氣相原料分布等難點問題,同時還破解了SiC器件成本中襯底占比過高的難題,為大尺寸SiC襯底廣泛應用打下基礎。
8英寸碳化硅時代的鐘聲漸近
成本問題一直制約著SiC的發展。據Wolfspeed財報說明,SiC從6英寸升級為8英寸,晶圓成本是增加的,但從8英寸晶圓中獲得的優良裸片數量可增加20%~30%,產量更高,最終的芯片成本將更低。
近年來,各大SiC廠商加速8英寸晶圓的開發量產進程。
國際上,意法半導體瑞典北雪平工廠成功制造出首批8英寸SiC晶圓片;SiC龍頭WolfSpeed啟用并開始試產旗下一座8英寸新廠;法國Soitec半導體公司發布首款8英寸SmartSiC晶圓。
國內方面,爍科晶體實現了8英寸N型碳化硅拋光片小批量生產,向8英寸國產N型碳化硅拋光片的批量化生產邁出了關鍵一步;中科院物理所于2021年10月在自研的襯底上初步生長出了8英寸SiC晶體,后又成功生長出了單一4H晶型的8英寸SiC晶體,晶坯厚度接近19.6mm,加工出了厚度約2mm的8英寸SiC晶片。
當前,6英寸SiC仍是產業內的主流,但目前各大廠商加快8英寸量產步伐,8英寸碳化硅時代的鐘聲或許即將敲響。
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