碳化硅沦为新一代晶圆衬底,但由于需求猛增,意外成了卡脖子产品,好在山大在技术与产能上及时双突破。 碳化硅是第三代半导体,它在耐高温与高强度方面优于氮化镓的,特别是在材料来源与生成成本方面比氮化镓也有优势,所以,以日本为首的西方国家一度认为这是下一代半导体的未来,因此在很早的时候就投入的大量的研究,并取得很大的成果,可以,它们早期是垄断了碳化硅的研发与产能的。 长期以来,日美欧占据着功率半导体的90%以上的市场,东大的特高压功率件很长时间都依赖从日本进口,在电车功率模领域,它们也占据着类似的份额。而且在研发领域,日本等多国可以做到12英寸碳化硅晶圆,并且它们还在尝试一种无衬底生产法。 由于氮化镓的在宽禁带与易加工方面的优势,近年来,新一代的半导体正在往这方面转移,尤其是大国投入上千亿“.催熟”以后,它在作为射频件、传感器等方面的优势与碳化硅拉开很大距离,目前其研发与使用已渗入到各个产业。 氮化镓半导体的产能巨增意外催生的碳化硅的衬底市场,Wolfspeed在2023年的6英寸碳化硅衬底年产能为107万片,2024年提升至160万片,它还将投资50亿美元,将产能扩大10倍,另外,罗姆宫崎也准备在未来将产能提6.5倍,法国甚至将12英寸的生产工艺用于衬底制造,Soitec的Bernin 及世博也在扩大衬底产能。 它们产能的猛增很大程度是由于大国氮化镓市场的牵动,但长此以往,这又将成为一卡脖子技术。 自己生产受限于技术,山东大学徐现刚教授团队与南砂晶圆半导体公司合作,突破了8英寸碳化硅衬底技术,其产品具有良好结晶质量,在微管密度、晶型、电阻均等方面均达到领先水平,而在其基础上生长出来的氮化镓晶体制成的T/R组件探测距离提升了三倍。
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