导语:第三代半导体材料SiC和GaN的发展备受关注,SiC在商业化方面领先于GaN,但GaN有望在未来超越SiC。国内SiC领域的融资并购活动频繁,实现规模效应和降本增效,并稳定产能。此外,国内SiC衬底质量和工艺差距正在逐步缩小,中国企业在技术和设备方面有着优势。同时,SiC晶圆的尺寸正在从4到6寸过渡,而8寸尺寸目前全球只有少数厂商进行试产。然而,SiC衬底的长晶技术和后续加工过程仍然存在挑战,需要技术迭代和创新。激光切割技术可能成为下一代主流方案。在这篇文章中,我们将全面解析SiC与GaN的发展趋势,以及国内龙头厂商的优势和挑战。
第三代半导体路在何方,十问十答?
? SiC和GaN作为第三代半导体材料,SiC相较GaN有三年左右的商业化领先,但GaN后续有望反超。
?SiC领域的融资并购活动频繁,主要为实现规模效应及降本增效,并锁定产能的稳定性。今年10月11日,日本的三菱电机和Denso分别投资5亿美元在Coherent子公司Silicon Carbide LLC,各占股12.5%,签署6寸和8寸SiC晶圆的长期供应协议,提前锁定日本市场。
?目前,国内SiC衬底龙头在质量层面实现突破,工艺差距在逐步缩小。主要鉴于:1)技术来源:国内 60 余家 SiC 衬底企业,主要的技术和人才来源于天科合达和天岳先进;2)质量:国内 SiC 衬底质量能与国外巨头相媲美,具备竞争力;3)工艺:海外内龙头企业在长晶速度上距离也缩小。专家表示,国内长晶速度在每周 20-30mm(切 20-30 片),Wolfspeed 和 Coherent 长晶速度在每 10 余天长 40-50mm(切 40-50 片);4)长晶设备:国产替代率较高,性价比也较高;5)能源:由于长晶炉内温度高达 2400 摄氏度,而国内太阳能、风电水电充足,有潜在降本可能性。
? 目前,国内晶圆尺寸在从4到6寸过渡,6寸在去年开始大规模量产,而8寸目前全球只有Wolfspeed在纽约的莫霍克谷工厂有小批量试产。
? 长晶技术是研发SiC衬底的核心挑战,由于长晶过程类似“黑匣子”,在高良率和拉晶长度之间取合适平衡需要大量的工艺经验积累。后续切磨抛过程中出现的应力、翘曲等问题亟需技术迭代,激光切割技术或为下一代主流方案
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