Baru-baru ini, sebuah perusahaan silikon karbida mengungkapkan dalam sebuah acara daring bahwa harga wafer silikon karbida 6 inci adalah 20,000-30,000 yuan per buah, yang dapat diolah menjadi 350-700 MOSFET SiC kelas otomotif. Harga perangkat silikon karbida saat ini sekitar 4-5 kali lipat harga perangkat silikon. Beberapa organisasi memperkirakan bahwa harga perangkat silikon karbida diperkirakan akan turun hingga sekitar 1.5 kali lipat harga perangkat silikon pada tahun 2025, tetapi bagaimana hal itu dapat dicapai?

"Tiga setengah generasi arah angin" menemukan bahwa belum lama ini, Universitas Negeri Carolina Utara (NCSU) mengumumkan kemajuan terbaru dalam teknologi silikon karbida, dan tujuannya adalahMenurunkan harga silikon karbida hingga hanya 1.5 kali harga wafer silikon.Menurut laporan, teknologi ini dapat membantu perusahaan menurunkan ambang batas untuk memasuki bidang silikon karbida, dan pada akhirnya mewujudkan berbagi pabrik dan berbagi proses, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk menghabiskan waktu dan sumber daya keuangan untuk mengembangkan proses teknologi milik sendiri. Selain itu, teknologi ini dapat diproduksi di pabrik tradisional, dan produk wafer silikon karbida berukuran besar telah diproduksi secara massal. Produk yang sudah ada di pasaran meliputi JBS 1.2kV, MOSFET daya, dan JBSFET.Tingkat imbal hasil mencapai 90%.

Penemu utama teknologi ini, yang juga merupakan penemu IGBT, mengatakan bahwa teknologi ini, jika berhasil, suatu hari nanti dapat menggantikan IGBT.

(Untuk mendapatkan versi lengkap artikel, silakan balas pesan pribadi ke "Sharing Technology", atau tambahkan asisten "Three and a Half Generations" bernama Celia.)

   

Proses bersama, wafer yang lebih besar

Tujuan: Biayanya hanya 1.5 kali lipat dari perangkat silikon.

Saat ini, biaya perangkat SiC sekitar lima kali lipat dari biaya perangkat daya silikon. Profesor Terkemuka NCSU, Jay Baliga, mengatakan: "Tujuan kami adalah untuk mengurangi biaya SiC menjadi 1.5 kali lipat dari biaya perangkat daya silikon." Ia percaya bahwa dibandingkan dengan Si IGBT, biaya manufaktur yang lebih tinggi telah menjadi penghalang bagi adopsi pasar skala besar. Salah satu alasan penting mengapa biaya terus tinggi adalah karena perusahaan-perusahaan yang telah mengembangkan perangkat daya SiC semuanya memiliki akses eksklusif ke proses manufaktur, sehingga menyulitkan perusahaan lain untuk memasuki bidang ini. Kapasitas pabrik tidak dapat diperluas, dan biaya tidak dapat dikurangi. Untuk tujuan ini, NCSU telah mengembangkan teknologi bersama, proses PRESiCETM, untuk mengurangi hambatan bagi perusahaan untuk memasuki bidang silikon karbida dan mendorong inovasi. Baliga mengatakan: "PRESiCETM akan mendorong lebih banyak perusahaan untuk memasuki pasar SiC karena mereka tidak perlu mengembangkan desain dan proses manufaktur mereka sendiri dari awal, yang sangat mahal dan memakan waktu. Ini baik untuk perusahaan dan pengguna. Jika lebih banyak perusahaan bergabung dalam pembuatan perangkat daya SiC, itu akan meningkatkan output foundry, yang dapat secara signifikan mengurangi biaya." Menurut laporan, teknologi ini dimulai pada Januari 2015 dan menerima pendanaan dari Departemen Energi AS PowerAmerica. Pada tahun 2016, 18 perusahaan berpartisipasi dalam penelitian dan pengembangan, dan sekarang telah berkembang menjadi generasi ketiga. "Sejak 2015, banyak perusahaan telah memindahkan proses manufaktur perangkat daya SiC milik mereka yang dikembangkan sebelumnya ke foundry X-Fab di Texas, AS." Cara lain adalah dengan menggunakan foundry perangkat silikon yang sudah ada untuk mengurangi biaya dengan wafer berkapasitas besar dan berukuran besar. Baliga mengatakan bahwa sebagian besar langkah proses (hingga 80%) MOSFET daya SiC dapat diselesaikan di foundry silikon. Yang perlu dilakukan hanyalah meningkatkan peralatan suhu tinggi seperti oksidasi gerbang dan annealing implantasi ion yang dibutuhkan untuk material silikon karbida. Melalui foundry non-proprietary seperti X-Fab, “lebih banyak perusahaan akan memproduksi, dan biaya silikon karbida akan lebih rendah.” Sejak 2015, PRESiCE telah ditingkatkan lebih lanjut. Dengan menggunakan peralatan internal untuk melakukan langkah implantasi ion termal secara lebih seragam, generasi ketiga perangkat daya SiC PRESiCE yang diproduksi di foundry wafer 6 inci telah berhasil diluncurkan. Gambar di bawah menunjukkan dioda JBS, MOSFET daya, dan JBSFET dengan hasil tinggi dengan tegangan nominal 1.2 kV yang diproduksi oleh teknologi PRESiCE.

Gambar 1. Tiga jenis perangkat daya SiC yang dibuat menggunakan teknologi PRESiCE generasi ketiga.

Menurut laporan, salah satu fitur utama teknologi PRESiCETM adalah penggunaan 10 proses mask. Lihat gambar di bawah ini↓↓↓↓

Gambar 2. Alur proses teknologi PRESiCE untuk pembuatan MOSFET daya SiC.

Hasil identifikasi proses:

Hasil melebihi 90%

Untuk mengidentifikasi pencapaian teknologi proses PRESiCETM generasi ketiga, foundry X-Fab terus memproduksi tiga batch produk, semuanya menggunakan langkah proses yang sama. Berdasarkan data yang diukur, ditemukan bahwa tingkat hasil produksi penyearah JBS yang diproduksi menggunakan teknologi PRESiCETM generasi ketiga melebihi 90%, dan arus bocor dioda JBS jauh lebih rendah daripada standar industri sebesar 100 µA. Penurunan tegangan kondisi aktif dioda JBS sekitar 2 V. Seperti IGBT berbasis silikon dan MOSFET daya SiC, dioda ini cocok digunakan sebagai dioda anti-paralel. Data pengukuran MOSFET daya silikon karbida yang diproduksi oleh PRESiCETM menunjukkan bahwa resistansi aktif maksimum 90% perangkat kurang dari 1.3 kali nilai tipikal, hasil produksinya melebihi 90%, dan tegangan ambangnya juga berada dalam +/- 30% dari persyaratan lembar data.

Gambar 3. Arus bocor terukur dari penyearah SiC JBS pada bias balik 1000V: variasi dalam wafer dan variasi antar batch wafer.

Gambar 4. Arus bocor terukur dari penyearah SiC JBS pada bias balik 1000V: variasi antar batch pada arus bocor.

Gambar 5. JBSFET daya SiC yang dibuat menggunakan teknologi PRESiCETM Gen-3: variasi arus bocor antar batch.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Tren Semikonduktor Generasi Ketiga", yang mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis dari cetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen