碳化硅襯底主要有導電型及半絕緣型兩種。其中,在導電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片,可進一步制成碳化硅功率器件,應用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等領域;在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層可以制得碳化硅基氮化鎵外延片,可進一步制成微波射頻器件,應用于5G通訊、雷達等領域。中國碳化硅襯底領域的研究從20世紀90年代末開始,在行業發展初期受到技術水平、設備規模產能的限制,未能進入工業化生產。21世紀,中國企業歷經20年的研發與摸索,已經掌握了2-6英寸碳化硅襯底的生產加工技術。與傳統硅基功率電力電子器件相比,碳化硅基功率器件可以**降低能耗,節約電力。深圳碳化硅襯底進口led
碳化硅襯底成本下降趨勢可期。在碳化硅器件成本結構中,襯底成本約占50%。碳化硅襯底較低的供應量和較高的價格一直是制約碳化硅基器件大規模應用的主要因素之一,碳化硅襯底需要在2500度高溫設備下進行生產,而硅晶只需1500度;碳化硅晶圓約需要7至10天,而硅晶棒只需要2天半;目前碳化硅晶圓主要是4英寸與6英寸,而用于功率器件的硅晶圓以8英寸為主,這意味著碳化硅單晶片所產芯片數量較少、碳化硅芯片制造成本較高,目前碳化硅功率器件的價格仍數倍于硅基器件,下游應用領域仍需平衡碳化硅器件的高價格與碳化硅器件優越性能帶來的綜合成本下降間的關系。進口sic碳化硅襯底進口6寸碳化硅作為新興的戰略先導產業,它是發展第3代半導體產業的關鍵基礎材料。
碳化硅是由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導體材料,它與氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氧化鎵(Ga2O3)等,因禁帶寬度大于,在國內也稱為第三代半導體材料。目前,以氮化鎵、碳化硅為的第三代半導體材料及相關器件芯片已成為全球高技術領域競爭戰略制高爭奪點。而對于碳化硅和氮化鎵這兩種芯片,如果想很大程度利用其材料本身的特性,較為理想的方案便是在碳化硅單晶襯底上生長外延層。在碳化硅上長同質外延很好理解,憑借著禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子漂移速度高、熱導率大等優勢,碳化硅特別適于制造耐高溫、耐高壓,耐大電流的高頻大功率的器件,因此在電動汽車、電源、、航天等領域很被看好。
全球碳化硅襯底企業主要有CREE、II-VI、SiCrystal,國際企業相比國內企業由于起步早,在產業化經驗、技術成熟度、產能規模等方面具備優勢,搶占了全球碳化硅襯底絕大部分的市場份額。隨著下游終端市場,新能源汽車、光伏、5G基站等領域的快速增長,為上游碳化硅襯底提供了巨大的市場活力,國內以山東天岳、天科合達、爍科晶體等為的企業紛紛跑馬圈地碳化硅襯底市場,通過加強技術研發與資本投入,逐漸掌握了4英寸至6英寸,甚至8英寸的碳化硅襯造技術,縮小了與國際之間技術與產能方面的差距。碳化硅由于其獨特的物理及電子特性,在一些應用上成為短波長光電元件,高溫,抗幅射以及高頻大功率元件。
設備制造商之間的一場大戰正在牽引逆變器領域展開,尤其是純電池電動汽車。一般來說,混合動力車正朝著48伏電池的方向發展。對于動力發明家來說,SiC對于混合動力車來說通常太貴了,盡管有例外。與混合動力一樣,純電池電動汽車由牽引逆變器組成。高壓母線將逆變器連接到蓄電池和電機。電池為汽車提供能量。驅動車輛的電機有三個接頭或電線。這三個連接延伸至牽引逆變器,然后連接至逆變器模塊內的六個開關。每個開關實際上都是一個功率半導體,在系統中用作電開關。對于開關,現有的技術是IGBT。因此,牽引逆變器可能由六個額定電壓為1200伏的IGBT組成。SiC會發生氧化反應,所以在其表面加一SiO2層以防止氧化。廣東led碳化硅襯底
SiC的臨界擊穿電場比常用半導體Si和GaAs都大很多。深圳碳化硅襯底進口led
為提高生產效率并降低成本,大尺寸是碳化硅襯備技術的重要發展方向。襯底尺寸越大,單位襯底可制造的芯片數量越多,單位芯片成本越低。襯底的尺寸越大,邊緣的浪費就越小,有利于進一步降低芯片的成本。在半絕緣型碳化硅市場,目前主流的襯底產品規格為4英寸。在導電型碳化硅市場,目前主流的襯底產品規格為6英寸。在8英寸方面,與硅材料芯片相比,8英寸和6英寸SiC生產的主要差別在高溫工藝上,例如高溫離子注入,高溫氧化,高溫等,以及這些高溫工藝所需求的硬掩模工藝等。根據中國寬禁帶功率半導體及應用產業聯盟的預測,預計2020~2025年國內市場的需求,4英寸逐步從10萬片市場減少到5萬片,6英寸晶圓將從8萬片增長到20萬片;2025~2030年:4英寸晶圓將逐漸退出市場,6英寸晶圓將增長至40萬片。深圳碳化硅襯底進口led
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