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业界首款300mm碳化硅衬底问世

来源:全球半导体观察    原作者:轻语    

11月13日,国产碳化硅衬底大厂天岳先进在2024德国慕尼黑半导体展览会(Semicon Europe 2024)上发布了业界首款300mm(12英寸)碳化硅衬底产品,标志着其正式迈入超大尺寸碳化硅衬底的新时代。


图片来源:天岳先进

天岳先进表示,300mm碳化硅衬底材料,能够进一步扩大单片晶圆上可用于芯片制造的面积,大幅提升合格芯片产量。在同等生产条件下,显著提升产量,降低单位成本,进一步提升经济效益,为碳化硅材料的更大规模应用提供可能。

碳化硅衬底现状:12英寸开始发芽,8英寸加速渗透

全球碳化硅衬底市场竞争激烈,Wolfspeed、英飞凌、ST、安森美等国际企业占据产业主导地位。从国内情况来看,目前,天岳先进掌握行业最大尺寸12英寸碳化硅衬底的生产技术,并已实现8英寸碳化硅衬底的稳定量产。除了天岳先进,还有烁科晶体、同光晶体、天科合达等也具备8英寸碳化硅衬底生产能力,另外一些其他企业也在碳化硅衬底领域有所布局和研发,但可能尚未实现8英寸或更大尺寸衬底的量产。

业界认为, 8英寸碳化硅衬底将是边际成本递减的拐点尺寸,未来8英寸将是碳化硅衬底的主流尺寸,目前8英寸碳化硅仅实现了小批量供货。根据TrendForce集邦咨询研究此前数据,8英寸的产品市占率不到2%,并预测2026年市场份额将成长到15%左右。

近期,国内8英寸碳化硅市场传来消息:天科合达第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设二期项目开工;晶升股份研发出8英寸电阻法碳化硅单晶炉。

11月12日,天科合达第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设二期项目开工。该公司拟购置长晶及附属、晶体加工、晶片加工等工艺设备,新建6-8英寸碳化硅衬底生产线及研发中心,以及相关配套设施。据介绍,项目用于扩大公司碳化硅晶体与晶片产能,同时建设研发中心以对生产工艺和参数持续进行优化和完善,投产后将实现年产约37.1万片导电型碳化硅衬底,其中6英寸导电型碳化硅衬底23.6万片,8英寸导电型碳化硅衬底13.5万片。

晶升股份成功研发了8英寸电阻法碳化硅单晶炉,解决了碳化硅“盲盒生长”的瓶颈,实现了晶体生长过程的可视化和可监测。晶升股份的8英寸碳化硅长晶设备已完成验证,并开启了批量交付进程。该公司正在积极布局碳化硅外延和切割设备的开发工作,以进一步拓展产品线。

碳化硅衬底目标,迈向超大尺寸

随着新能源汽车、光伏储能等清洁能源、5G通讯及高压智能电网等产业的快速发展,满足高功率、高电压、高频率等工作条件的碳化硅基器件的需求也突破式增长,其中上游关键材料碳化硅衬底显得尤为重要。业界指出,碳化硅衬底的尺寸越大,其面积也越大,意味着可以在单个衬底上制造更多的芯片,从而提高生产效率。同时,大尺寸衬底可减少边缘浪费,有助于降低单位芯片的成本。

从碳化硅衬底尺寸上看,4英寸衬底主要用于制造氮化镓射频器件等;6英寸衬底是目前导电型碳化硅市场的主流产品规格;8英寸衬底方面,Wolfspeed、英飞凌等行业龙头公司已成功研发并建设8英寸产品生产线。与6英寸衬底相比,8英寸衬底可以提供更高的能效和更低的成本。12英寸衬底方面,目前尚未广泛应用,业界称,未来随着技术的不断进步和成本的降低,12英寸有望成为碳化硅衬底的重要发展方向。

碳化硅衬底正在不断向大尺寸的方向发展,不过大尺寸衬底的生产技术难度更高,需要先进的生产设备和技术支持,这也意味着需要更多的研发投入和生产成本。因此,企业在扩大产能和提高产品质量方面仍需不断努力。

随着碳化硅材料在新能源汽车、光伏、5G通信等领域的广泛应用,市场需求也将不断增长,为碳化硅衬底企业提供了广阔的发展空间。

会议预告

2024年11月20日(周三),MTS2025存储产业趋势峰会将在深圳鹏瑞莱佛士酒店盛大举行。

届时,集邦咨询资深分析师团队将携手英特尔、慧荣科技、时创意、Solidigm、铨兴科技、大普微、浪潮信息、欧康诺科技等业内知名厂商大咖,围绕AI时代下、晶圆代工、DRAM、NAND Flash、服务器、AI PC等话题发表演讲。

封面图片来源:天岳先进