SiC襯底

SiC襯底SiC可以說是第三代半導體中最主要的材料，用來制造芯片的襯底。襯底是制作芯片的基礎。不同襯底材料消費不同的半導體芯片。第一代半導體主要是Si襯底，第二代是GaAs襯底，第三代就是SiC襯底。這里的三代半導體不是晉級、替代的關系，只是產品用途不同罷了。更詳細說就是產品的應用場景不同，這應用場景主要指不同功率和頻率環境。第二代低比第一代實用更高的功率和頻率，第三代比第二代應用范圍更廣。但不是產品應用范圍越大越好，如第一代半導體產品CPU就只能在低功率環境下運行。在第三代半導體價值鏈中，SiC襯底就占到全部成本的50%。剩下，外延片占25%，設想+封測占25%。可見SiC襯底消費就是第三代半導體的瓶頸。SiC襯底消費理論與前面兩代大同小異：拉棒、切片等等。只不過SiC拉棒的效率極低，是Si拉棒的幾百分之一，差著一個數量級。據稱SiC棒每小時最多只能長晶0.4mm，一個爐子7天一周期也就是20-40mm。這里的20mm是海內水平，40mm是國際龍頭科銳的水平。有數據顯示20mm厚的SiC襯底可以切30片。那么一個爐子一年按10個月消費工夫算，滿打滿算也就1200片左右。這還沒考慮到一個致命的參數——良率。目前海內最好良率水平也就是40%，全球龍頭科銳也不過60%。這樣你就明白海內每臺長晶爐每年最多消費400-500片左右。可以說，SiC襯底是第三代半導體的要害環節，而SiC的長晶環節是襯底的瓶頸。這個長晶環節并沒有用到什么高精尖裝備，只是用到了一套長晶爐裝備。長晶爐把SiC原料加熱到2400℃，變成氣態，然后通過控制各種參數長晶成硅錠。據稱結晶過程中，長晶爐的作用只占3層，而長晶工藝耦合參數占到7層。長晶爐的制造沒什么深奧的技術，一般SiC消費企業自己就能造。價格也就100萬左右，國外在150萬。而硅錠的長晶環節就難度得多，參數一大堆：溫度場、壓力場等等。一個對不上號，就翻車。說白了這活就是靠經驗吃飯，這里專利不是重點。目前SiC襯底產能都被美國壟斷，如美國的科銳占6層，貳陸占2層。科銳可以說SiC的鼻祖，這個公司有美國軍方背景，研究了二十多年，產品多軍用。但是SiC襯底業務的研發太燒錢了，曾經一度要被英飛凌收買。不過因為技術過于明感，最后這筆收買還是流產了。現在SiC襯底也就是這兩年才有起色，主要還是源于新能源產業的興起。新能源汽車是SiC應用場景之一，用SiC基MOSFET替代Si基IGBT的功率半導體。據稱SiC比IGBT要貴上3、4倍，但是同檔次的整車價格要便宜。因為運用SiC的新能源汽車，整車功耗下降20%，效率提升10%。加之，SiC功率半導體未來的降價空間還很大，可見SiC汽車前途無量。據說特斯拉和比亞迪的汽車未來2-3年都要用上SiC芯片。SiC功率半導體最佳應用場景就是高功率和高頻情景下。在我國特高壓、光伏逆變器、高鐵等都是SiC的用武之地。但是全球產能十分有限，供需極不平衡，可謂一片難求。SiC襯底又分為半導電型和導電型。導電型多用在5G的功率放大器和射頻芯片上，而導電型用在新能源產業上。由此看來，導電型的用途更廣。

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來源:雪球-大樹的格局