Кремний карбид белән таныштыру
Кремний карбид (SiC) - углерод һәм кремнийдан торган ярымүткәргеч материал, ул югары температура, югары ешлык, югары көч һәм югары көчәнеш җайланмалары ясау өчен идеаль материалларның берсе. Традицион кремний материалы (Si) белән чагыштырганда, кремний карбидының тасма аермасы кремнийныкыннан 3 тапкырга күбрәк. Rылылык үткәрүчәнлеге кремнийныкыннан 4-5 тапкыр күбрәк; Ватылу көчәнеше кремнийдан 8-10 тапкыр күбрәк; Электрон туендыру тизлеге кремнийдан 2-3 тапкырга артыграк, ул заманча сәнәгатьнең югары көч, югары көчәнеш һәм югары ешлык ихтыяҗларын канәгатьләндерә. Ул, нигездә, югары тизлекле, югары ешлыклы, югары көчле һәм яктылык җибәрүче электрон компонентлар җитештерү өчен кулланыла. Агымдагы куллану өлкәләренә акыллы челтәр, яңа энергия машиналары, фотовольта җил көче, 5G элемтә һ.б. керә, кремний карбид диодлары һәм MOSFETлар коммерциядә кулланылган.
Temperatureгары температурага каршы тору. Кремний карбидының полоса аермасы киңлеге кремнийныкыннан 2-3 тапкыр, электроннар югары температурада күчү җиңел түгел, һәм югары эш температурасына каршы тора алалар, һәм кремний карбидының җылылык үткәрүчәнлеге кремнийныкыннан 4-5 тапкырга артыграк, җайланма җылылык таралуны җиңеләйтә һәм эш температурасы чикләнә. Temperatureгары температурага каршы тору су тыгызлыгын сизелерлек арттырырга мөмкин, шул ук вакытта суыту системасына таләпләрне киметеп, терминалны җиңелрәк һәм кечерәк итә.
Highгары басымга каршы торыгыз. Кремний карбидының өзелгән электр кыры көче кремнийныкыннан 10 тапкырга күбрәк, ул югары көчәнешләргә каршы тора ала һәм югары көчәнешле җайланмалар өчен кулайрак.
Frequгары ешлыкка каршы тору. Кремний карбид кремнийныкыннан ике тапкыр туенган электрон дрифт ставкасына ия, нәтиҗәдә ябу процессында ток койрыгы юк, бу җайланманың күчү ешлыгын эффектив яхшырта һәм җайланманың миниатюризациясен тормышка ашыра ала.
Түбән энергия югалту. Кремний материалы белән чагыштырганда, кремний карбидның каршылыгы бик түбән һәм югалту аз. Шул ук вакытта, кремний карбидының киң диапазонлы киңлеге агып торган токны һәм көч югалтуын киметә. Моннан тыш, кремний карбид җайланмасы ябылу процессында хәзерге эзләнү күренешенә ия түгел, һәм күчү югалту аз.
Кремний карбид сәнәгате чылбыры
Бу, нигездә, субстрат, эпитакси, җайланма дизайны, җитештерү, мөһерләү һ.б. Кремний карбид материалдан ярымүткәргеч электр җайланмасына кадәр бер кристалл үсешен, ингот кисү, эпитаксиаль үсеш, вафер дизайны, җитештерү, төрү һәм башка процессларны кичерәчәк. Кремний карбид порошогы синтезланганнан соң, башта кремний карбид инготы ясала, аннары кремний карбид субстратын кисү, тарту һәм бизәү ярдәмендә эпитаксиаль таблица эпитаксиаль үсеш белән алына. Эпитаксиаль вафин литография, эфир, ион имплантациясе, металл пассивация һәм башка процесслар аша кремний карбидыннан ясалган, вафат киселгән, җайланма пакетланган, һәм җайланма махсус кабыкка кушылып, модульгә җыелган.
Тармак чылбырының югары агымы: субстрат - кристалл үсеше - төп процесс бәйләнеше
Кремний карбид субстраты кремний карбид җайланмалары бәясенең якынча 47% тәшкил итә, иң югары җитештерү техник киртәләр, иң зур кыйммәт, киләчәктә SiC индустриализациясенең үзәге булып тора.
Электрохимик милек аермалары күзлегеннән караганда, кремний карбид субстрат материалларын үткәргеч субстратларга (каршылык өлкәсе 15 ~ 30мΩ · см) һәм ярым изоляцияләнгән субстратларга (каршылык 105Ω · смнан югарырак) бүләргә мөмкин. Бу ике төр субстратлар эпитаксиаль үсештән соң электр җайланмалары һәм радио ешлык җайланмалары кебек дискрет җайланмалар җитештерү өчен кулланыла. Алар арасында ярым изоляцияләнгән кремний карбид субстраты, нигездә, галий нитрид RF җайланмалары, фотоэлектр җайланмалары һ.б. җитештерүдә кулланыла. Ярым изоляцияләнгән СИС субстратында ган эпитаксиаль катламны үстереп, эпитаксиаль тәлинкә әзерләнә, аны HEMT ган изо-нитрид RF җайланмаларына әзерләп була. Кондуктив кремний карбид субстраты, нигездә, электр приборлары җитештерүдә кулланыла. Традицион кремний энергия җайланмалары җитештерү процессыннан аермалы буларак, кремний карбид электр җайланмасы турыдан-туры кремний карбид субстратында ясалмый, кремний карбид эпитаксиаль катламы кремний карбид эпитаксиаль таблицасын алу өчен үткәргеч субстратта үстерелергә тиеш, һәм эпитаксиаль катлам Шоттки диодында, MOSFET, IGBT һәм башка җайланмаларда җитештерелә.
Кремний карбид порошогы югары чисталыклы углерод порошогыннан һәм югары чисталык кремний порошогыннан синтезланган, һәм төрле температура кремний карбид инготасы махсус температура кырында үстерелгән, аннары кремний карбид субстраты берничә эшкәртү процессы аша җитештерелгән. Төп процесс үз эченә ала:
Чимал синтезы: югары чисталык кремний порошогы + тонер формула буенча катнашалар, һәм реакция реакция камерасында 2000 ° C-тан югары температура шартларында кремний карбид кисәкчәләрен махсус кристалл тибы һәм кисәкчәләр зурлыгы белән синтезлау өчен үткәрелә. Аннары, югары чисталык кремний карбид порошогы чималы таләпләрен канәгатьләндерү өчен, скринклау, чистарту һәм башка процесслар аша.
Бәллүр үсеш - кремний карбид субстратының төп процессы, ул кремний карбид субстратының электр үзлекләрен билгели. Хәзерге вакытта кристалл үсешенең төп ысуллары - физик парларны күчерү (PVT), югары температуралы химик пар парламенты (HT-CVD) һәм сыек фаз эпитакси (LPE). Алар арасында, PVT ысулы - SiC субстратының коммерция үсеше өчен төп ысул, иң югары техник өлгерү һәм инженериядә иң киң кулланылган.
SiC субстратын әзерләү авыр, аның югары бәясенә китерә
Температура кырын контрольдә тоту авыр: Si кристалл таякның үсүе 1500 needs кирәк, ә SiC кристалл таягы 2000 above өстендә югары температурада үстерелергә тиеш, һәм 250 дән артык SiC изомеры бар, ләкин электр җайланмалары җитештерү өчен төп 4H-SiC бер кристалл структурасы, төгәл контроль булмаса, башка кристалл структураларын алачак. Моннан тыш, кристаллдагы температура градиенты SiC сублимация күчерү тизлеген һәм кристалл интерфейсындагы газ атомнарының аранжировкасын һәм үсеш режимын билгели, бу кристаллның үсеш темпына һәм кристалл сыйфатына тәэсир итә, шуңа күрә системалы температура кырын контрольдә тоту технологиясен формалаштырырга кирәк. Si материаллары белән чагыштырганда, SiC җитештерүендәге аерма шулай ук югары температура процессларында, мәсәлән, югары температуралы ион имплантациясе, югары температураның оксидлашуы, югары температураның активлашуы, һәм бу югары температура процесслары таләп иткән каты маска процессы.
Акрын кристалл үсеше: Si кристалл таякның үсеш темплары 30 ~ 150 мм / сә кадәр җитә ала, һәм 1-3 м кремний кристалл таяк җитештерү 1 көнгә якын вакыт ала; ПВТ ысулы белән SiC кристалл таягы, үсеш темплары якынча 0,2-0,4 мм / с, 3-6смнан кимрәк үсү өчен 7 көн, үсеш темплары кремний материалының 1% тан ким түгел, җитештерү куәте чикле.
Productгары продукт параметрлары һәм түбән уңыш: SiC субстратының төп параметрларына микротубул тыгызлыгы, дислокация тыгызлыгы, каршылык, сугыш бите, өслекнең тупаслыгы һ.б. керә, параметр индексларын контрольдә тотып, ябык югары температуралы камерада атомнарны тәртипкә китерү һәм кристаллның тулы үсеше.
Материал каты, югары бриттлы, озын кисү вакыты һәм югары киемгә ия: SiC Mohs катылыгы 9,25 бриллианттан соң икенче урында тора, бу кисү, тарту һәм бизәү кыенлыгының сизелерлек артуына китерә, һәм 3см калынлыктагы инготның 35-40 кисәген кисү өчен якынча 120 сәгать вакыт кирәк. Моннан тыш, SiC-ның югары бриттлылыгы аркасында, вафер эшкәртү киеме күбрәк булачак, һәм чыгару коэффициенты якынча 60% тәшкил итә.
Trendсеш тенденциясе: Размерның артуы + бәянең төшүе
Глобаль SiC базары 6 дюймлы җитештерү линиясе өлгерә, әйдәп баручы компанияләр 8 дюймлы базарга керделәр. Эчке үсеш проектлары нигездә 6 дюйм. Хәзерге вакытта, күпчелек эчке компанияләр һаман да 4 дюймлы җитештерү линияләренә нигезләнгән булсалар да, сәнәгать акрынлап 6 дюймга кадәр киңәя, 6 дюймлы җиһаз технологиясе җитлеккәнлектән, эчке SiC субстрат технологиясе шулай ук зур күләмле җитештерү линиясе масштаблы икътисадын әкренләп яхшыртачак, һәм хәзерге эчке 6 дюймлы массакүләм җитештерү вакыты 7 елга кадәр кыскарды. Зуррак вафер зурлыгы бер фишкалар санын арттырырга, уңыш җитештерүчәнлеген яхшыртырга һәм кыр чипларының өлешен киметергә мөмкин, һәм тикшеренүләр, эшләнмәләр бәясе һәм уңышны югалту бәясе якынча 7% сакланачак, шуның белән вафер куллануны яхшыртачак.
Deviceайланма дизайнында әле күп кыенлыклар бар
SiC диодын коммерцияләштерү әкренләп яхшыра, хәзерге вакытта берничә җитештерүче SiC SBD продуктларын эшләделәр, урта һәм югары көчәнешле SiC SBD продуктлары тотрыклылыкка ия, OBC машинасында, тотрыклы агым тыгызлыгына ирешү өчен SiC SBD + SI IGBT куллану. Хәзерге вакытта Кытайда SiC SBD продуктларының патент дизайнында бернинди киртәләр дә юк, һәм чит илләр белән аерма аз.
SiC MOS әле күп кыенлыклар кичерә, SiC MOS белән чит ил җитештерүчеләре арасында аерма бар, һәм тиешле җитештерү платформасы әле төзелә. Хәзерге вакытта, ST, Infineon, Rohm һәм башка 600-1700V SiC MOS массакүләм җитештерүгә ирештеләр һәм күп җитештерү сәнәгате белән имзаландылар һәм җибәрелде, хәзерге эчке SiC MOS дизайны нигездә тәмамланды, берничә дизайн җитештерүчеләре фаблар белән эшләделәр, соңрак клиентларны тикшерү әле күпмедер вакыт кирәк, шуңа күрә зур масштаблы коммерцияләштерүдән әле озак вакыт бар.
Хәзерге вакытта планар структура - төп сайлау, һәм окоп тибы киләчәктә югары басымлы кырда киң кулланыла. Планар структурасы SiC MOS җитештерүчеләре бик күп, планар структурасы трюк белән чагыштырганда җирле өзелү проблемаларын чыгару җиңел түгел, эшнең тотрыклылыгына тәэсир итә, 1200Втан түбән базарда куллану бәясе киң, һәм планета структурасы җитештерү ахырында чагыштырмача гади, җитештерүчәнлекне һәм бәяне контрольдә тотуның ике аспектын канәгатьләндерү өчен. Грив җайланмасы бик түбән паразитик индуктивлык, тиз күчү тизлеге, аз югалту һәм чагыштырмача югары җитештерүчәнлек өстенлекләренә ия.
2 - SiC вафер яңалыклары
Кремний карбид базары җитештерү һәм сату үсеше, тәэмин итү белән сорау арасындагы структур тигезсезлеккә игътибар итегез
Marketгары ешлыклы һәм югары көчле электроникага базар ихтыяҗының тиз үсүе белән кремний нигезендәге ярымүткәргеч җайланмаларның физик чикләнеше әкренләп күренде, һәм кремний карбид (SiC) белән күрсәтелгән өченче буын ярымүткәргеч материаллары әкренләп индустриальләште. Материаль җитештерүчәнлек күзлегеннән караганда, кремний карбид кремний материалның полосалар арасындагы киңлектән 3 тапкыр, критик ватылу электр кыры көченнән 10 тапкыр, җылылык үткәрүчәнлегеннән 3 тапкыр, шуңа күрә кремний карбид электр җайланмалары югары ешлык, югары басым, югары температура һәм башка кушымталар өчен яраклы, электрон системаларның эффективлыгын һәм көч тыгызлыгын яхшыртырга ярдәм итә.
Хәзерге вакытта SiC диодлары һәм SiC MOSFETлар акрынлап базарга күчтеләр, һәм җитлеккән продуктлар бар, алар арасында SiC диодлары кремний нигезендәге диодлар урынына киң кулланыла, чөнки кире торгызу корылмасы өстенлеге юк; SiC MOSFET шулай ук акрынлап автомобильдә, энергия саклауда, корылма өеме, фотоволтаик һәм башка өлкәләрдә кулланыла; Автомобиль кушымталары өлкәсендә модульләштерү тенденциясе көннән-көн күренеп бара, SiC-ның югары күрсәткечләренә ирешү өчен алдынгы төрү процессларына таянырга кирәк, техник яктан төп агым, киләчәк яки пластик мөһер үсеше кебек техник яктан, җитлеккән үсеш характеристикалары SiC модуллары өчен кулайрак.
Кремний карбид бәясе төшү тизлеге яки хыялдан тыш
Кремний карбид җайланмаларын куллану, нигездә, югары бәя белән чикләнә, шул ук дәрәҗәдәге SiC MOSFET бәясе Si нигезендәге IGBTныкыннан 4 тапкырга артыграк, чөнки кремний карбид процессы катлаулы, анда бер кристалл һәм эпитаксиаль үсеш әйләнә-тирә мохиттә кырыс кына түгел, ә үсеш кристалл эшкәртү субстрат аша үтәргә тиеш. Materialз материаль характеристикасына һәм өлгермәгән эшкәртү технологиясенә нигезләнеп, эчке субстратның уңышы 50% тан ким түгел, һәм төрле факторлар югары субстрат һәм эпитаксиаль бәяләргә китерәләр.
Ләкин, кремний карбид җайланмаларының һәм кремнийга нигезләнгән җайланмаларның бәясе составы капма-каршы, алгы каналның субстрат һәм эпитаксиаль чыгымнары тиешенчә 47% һәм 23% тәшкил итә, барлыгы 70%, арткы каналның җайланмасы дизайны, җитештерү һәм мөһерләү сылтамалары 30% тәшкил итә, кремний нигезендәге җайланмалар җитештерү бәясе 7% тәшкил итә, кремний нигезендәге җайланмаларның җитештерү бәясе 50% тәшкил итә. Кремний карбид сәнәгате чылбырының кыйммәтлеге феномены, агымдагы субстрат эпитакси җитештерүчеләрнең төп сөйләшү хокукына ия булуын аңлата, бу эчке һәм чит ил предприятияләренең ачкычы.
Базардагы динамик күзлектән караганда, кремний карбид бәясен киметү, кремний карбид озын кристалл һәм кисү процессын яхшырту белән беррәттән, ярымүткәргеч үсешенең җитлеккән юлы булган вальсфид мәгълүматлары кремний карбид субстратының 6 дюймнан 8 дюймга кадәр күтәрелүен, квалификацияле чип җитештерүнең 80% -90% артуын һәм квалификацияле чип җитештерүнең 80% -90% артуын күрсәтә ала. Берләштерелгән берәмлек бәясен 50% ка киметергә мөмкин.
2023 "8 дюймлы SiC беренче ел" буларак билгеле, быел эчке һәм чит ил кремний карбид җитештерүчеләре 8 дюймлы кремний карбидын урнаштыруны тизләтәләр, мәсәлән, Вольфспид кремний карбид җитештерүне киңәйтү өчен 14,55 миллиард АКШ доллары инвестицияләү, аның мөһим өлеше - 8 мм SiC субстрат җитештерү заводы төзү, киләчәктә 200 мм SiC ялан металл җитештерүне тәэмин итү; Эчке Tianyue Advanced һәм Tianke Heda шулай ук Infineon белән киләчәктә 8 дюймлы кремний карбид субстратлары белән тәэмин итү турында озак вакытлы килешүләр төзеде.
Бу елдан башлап кремний карбид 6 дюймнан 8 дюймга кадәр тизләнәчәк, Вольфспид 2024 елга 20 дюймда 6 дюйм субстратның берәмлек чип бәясе белән чагыштырганда 8 дюйм субстратның бәясе 60% тан артыграк төшәчәк, һәм бәяләр төшүе кушымта базарын тагын да ачачак, дип хәбәр итә Ji Bond Consulting тикшеренүләре. 8 дюймлы продуктларның хәзерге базар өлеше 2% тан ким түгел, һәм 2026 елга базар өлеше якынча 15% ка кадәр үсәр дип көтелә.
Чынлыкта, кремний карбид субстратының төшү темплары күпләр уйлаганнан артып китәргә мөмкин, 6 дюймлы субстратның хәзерге базар тәкъдиме 4000-5000 юань / кисәк, ел башы белән чагыштырганда күп төште, киләсе елда 4000 юаньдан түбән төшәр дип көтелә, беренче базарны алу өчен, кремнийның сату бәясен бәяләделәр. түбән көчәнеш өлкәсендә чагыштырмача җитәрлек, эчке һәм чит ил җитештерүчеләре җитештерү куәтен агрессив рәвештә киңәйтәләр, яки кремний карбид субстратын күз алдына китергәннән иртәрәк арттырырга рөхсәт итәләр.
Пост вакыты: 19-2024 гыйнвар