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國內(nèi)碳化硅行業(yè)的真實現(xiàn)狀!

發(fā)布人:旺材芯片 時間:2021-06-29 來源:工程師 發(fā)布文章
1. 硅粉碳粉:不是問題

太陽能行業(yè)還是做了不少好事,現(xiàn)在國內(nèi)9N的硅粉也不是啥大問題;
2. 碳化硅粉:5N湊合,6N有問題;檢測體系不完善,大規(guī)模供應(yīng)這些近兩千臺爐子,年產(chǎn)幾百萬片的幾十個襯底項目,真把爐子都開起來,粉料奇缺!低于$100/kg的高質(zhì)量6N碳化硅粉料源,低成本技術(shù)方案,奇缺!
3. 碳化硅長晶/晶圓 -  4H導(dǎo)電,奇缺能上車的晶圓質(zhì)量,及產(chǎn)量,成本… 這個沒辦法,國內(nèi)真正在長晶的,長了二十多年,基本也到了一個瓶頸,也就是技術(shù)和燒錢迭代的瓶頸,6寸晶圓的缺陷密度/良率,需要再降低一兩個數(shù)量級,這個需要的時間預(yù)計是,5-10年,讓一個企業(yè)集中所有國內(nèi)能長晶的教授級高工,集中精力好好迭代往各個改善方向同時燒個幾百爐子,加快迭代進(jìn)度!關(guān)鍵是,現(xiàn)在這個爐耗產(chǎn)出比,它不賺錢有點憂郁啊!那些個玩資本講故事的,不應(yīng)該算在這個產(chǎn)業(yè)。算在房地產(chǎn)行業(yè)更合適!
4. 碳化硅外延片5-20um,N型外延,不是問題;襯底片不好,不夠,才是問題!
器件只談有Fab產(chǎn)線的:

5. 碳化硅器件- MPS/JBS二極管二極管 - 650/1200V 20A及以下,良率不是問題,成本性價比,湊合;能穩(wěn)定批量量產(chǎn)的,北京/無錫/上海/廈門 那四家廠都沒啥大問題,唯一有問題的是好的能上車的襯底片來源;
但1700V及以上的二極管,良率和批次穩(wěn)定性及綜合成本,依然不太樂觀;我是看過其中幾家的實際數(shù)據(jù)的,關(guān)鍵是有時候還分析不清楚良率不好不穩(wěn)定的原因。不全在襯底和外延片質(zhì)量,數(shù)據(jù)對不上!
50A及以上的二極管,良率不好;但這有一多半是片子的問題;
6. 碳化硅MOSFET器件- 平面結(jié)構(gòu)3 - 10mOhm, 20A及以下,有一家真的是有四寸的批量,成本性價比和良率/可靠性,有待改善,暫時還不敢有企業(yè)裝上車,做個充電樁充充電,可以有
無錫/上海/廈門 那幾家廠都在開發(fā)和樣品階段,沒什么批量數(shù)據(jù);
一句話總結(jié):平面MOSFET,能良率穩(wěn)定大批量量產(chǎn)上車的,沒有!3mOhm 50A以上,批量穩(wěn)定良率超過40%,沒有!
7. 碳化硅MOSFET器件- 溝槽結(jié)構(gòu)—— 五年計劃開發(fā)中-ing…完全自主專利結(jié)構(gòu)產(chǎn)品 — 沒有!
國外MOSFET器件情況:

1. CREE- 只做平面,沒有溝槽;但CREE平面結(jié)構(gòu)性能暫時兩三年還不差于溝槽;
2. 日本Rohm - 雙溝槽批量發(fā)貨;專利有點小問題在打官司;可靠性之前雙向OBC有點小糾紛;
3. ST - 650V 50A特供特斯拉Model 3,大概一千多臺,車剛跑了一年多;
4. Infenion - 半包溝槽;良率未知,但這個結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢就是在溝槽里比較結(jié)實點;但將來如果8寸有了好光刻機(jī),進(jìn)一步縮減Pitch有點小困難;
一句話總結(jié):國外碳化硅MOSFET器件主要量產(chǎn)發(fā)貨是溝槽,已經(jīng)上車了,量能逐步放大;但聽說的是,普遍6寸片MOS良率,不到65%,加上可靠性篩選良率,也不太樂觀!但相比國內(nèi),至少五年差距!
IP布局方面,將來會不會形成硅IGBT時代類似的專利壁壘,不太好說!

個人看法總結(jié):

1. 長晶和襯底晶圓是“卡脖子”核心技術(shù),是整個產(chǎn)業(yè)鏈的共性技術(shù)。
單個市場化運(yùn)營的企業(yè)燒錢迭代有點困難,企業(yè)有盈利模式壓力,投資人需要盈利能力報表好看快速套現(xiàn),完全期望企業(yè)高投入高風(fēng)險燒錢改進(jìn)迭代,動力不大;

—— 需要有一個類似德國Fraunhofer研究所,或者歐洲IMEC類似的國家戰(zhàn)略投入的非盈利研究機(jī)構(gòu),來長期投入,解決這種共性技術(shù)問題!

2. 前沿器件新結(jié)構(gòu)研發(fā)
—不能再重復(fù)硅IGBT的故事,溝槽結(jié)構(gòu),超結(jié)結(jié)構(gòu),需要提前布局研發(fā);各種靠譜不靠譜的可能結(jié)構(gòu)繁多,單靠企業(yè)投入研發(fā)成本高昂,需要能實際團(tuán)結(jié)一致的類似日本AIST的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)去投入,或者類似美國Power American的國家實驗室聯(lián)盟機(jī)構(gòu),非盈利模式的研究開發(fā)共有IP和技術(shù)授權(quán);

 —Ga2O3,AlN,金剛石等新材料體系,需要提前布局;企業(yè)顯然還沒有精力顧及;我們需要沒有利益沖突的非盈利研究投入的一方,需要中國的Fraunhofer,中國的IMEC!

來源:碳化硅芯片學(xué)習(xí)筆記


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