Huidige status van de binnenlandse siliciumcarbide-industrie

Home Nieuws Trends Huidige status van de binnenlandse siliciumcarbide-industrie

2022-03-17 298

Studienotities van een amateur op het gebied van siliciumcarbidechips. Documentenverzameling, nieuws uit de industrie, incidentele successen en fantasie. Dit officiële account is bedoeld voor persoonlijke studienotities, uitsluitend voor hobbydoeleinden en zonder commerciële intenties. Excuses voor eventuele onjuistheden in de citaten in dit artikel. Sommige mensen houden zich graag bezig met het kweken van bloemen en gras, zingen en vissen, terwijl anderen graag blogs schrijven op Twitter en Douyin. De laatste jaren lees ik in het weekend graag boeken en verdiep ik me in de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van materialen en apparaattechnologieën.

Doe iets interessants en wees een interessant persoon.

Dit is een onderwerp waar je makkelijk kritiek op kunt krijgen, maar voor mij, die er geen interesse in heeft en altijd maar wat onzin uitkraamt, maakt het niet uit als ik gewoon wat klets en de boel wat opvul. Dit belangrijkste punt is bedoeld voor de paar mensen in onze kleine kring om zelf te lezen. Ik heb het van tevoren opgeschreven om te voorkomen dat ik een paar belangrijke punten vergeet.

Populariteit: Vergelijkbaar met LED destijds, maar de technische drempels zijn vele malen hoger dan bij LED;

In één zin kunnen we alle aspecten van de belangrijkste technologische ontwikkelingen in de binnenlandse industrie samenvatten:

1. Silicapoedertoner: geen probleem

De zonne-energie-industrie heeft veel goede dingen gedaan, en nu is de binnenlandse beschikbaarheid van 9N-siliciumpoeder geen groot probleem meer;

2. Siliciumcarbidepoeder: 5N is prima, maar 6N is problematisch; het testsysteem is niet perfect en er worden op grote schaal bijna tweeduizend ovens bevoorraad, met een jaarlijkse productie van miljoenen stuks voor tientallen substraatprojecten. De ovens draaien op volle toeren en er is een enorm tekort aan poeder! Hoogwaardige 6N siliciumcarbidepoederbronnen en goedkope technische oplossingen met een prijs onder de $100/kg zijn schaars!

3. Siliciumcarbidekristal/wafer - 4H-geleidend, zeldzaam

De kwaliteit, de productie en de kosten van wafers die op de vrachtwagen geladen kunnen worden... Daar is geen ontkomen aan. Na meer dan 20 jaar binnenlandse kristalgroei hebben we in feite een knelpunt bereikt, namelijk een knelpunt in de technologie en de geldverslindende iteraties. De defectdichtheid/opbrengst van 6-inch wafers moet met een factor tien of tien worden verlaagd. Naar schatting zal dit 5 tot 10 jaar duren. Stel je voor dat een bedrijf alle hooggekwalificeerde ingenieurs in China die kristallen kunnen kweken, verzamelt en zich concentreert op het itereren en tegelijkertijd honderden ovens in verschillende verbeteringsrichtingen laat draaien om de iteratie te versnellen! Het belangrijkste punt is dat de huidige verhouding tussen verbruik en productie van deze ovens nogal teleurstellend is als er geen winst wordt gemaakt!

Mensen die met kapitaal spelen en verhalen vertellen, horen niet thuis in deze branche. De vastgoedsector is veel geschikter!

4. Epitaxiale siliciumcarbide wafer

5-20 µm, N-type epitaxie, geen probleem;

De beschermfolie is niet goed of onvoldoende, dat is het probleem!

5. Siliciumcarbide-componenten - MPS/JBS-diodes

Diode - 650/1200V 20A en lager, de opbrengst is geen probleem, de kosteneffectiviteit is redelijk; het kan stabiel in massaproductie worden gemaakt en er zijn geen grote problemen met de vier fabrieken in Beijing/Wuxi/Shanghai/Xiamen. Het enige probleem is de beschikbaarheid van goede substraten die in auto's gebruikt kunnen worden;

De opbrengst, batchstabiliteit en totale kosten van diodes van 1700V en hoger zijn echter nog steeds niet optimistisch. Ik heb de daadwerkelijke gegevens van verschillende daarvan gezien. Het probleem is dat de redenen voor de lage en instabiele opbrengst soms onduidelijk zijn. De oorzaak ligt in de kwaliteit van het substraat en de epitaxiale wafer; de gegevens komen niet overeen!

Het rendement van diodes van 50A en hoger is niet goed; dit is echter voornamelijk te wijten aan problemen met de film.

6. Siliciumcarbide MOSFET-apparaat - planaire structuur

3 - 10 mOhm, 20 A en lager. Eén bedrijf produceert daadwerkelijk batches van vier inch. De kosten-prestatieverhouding en de opbrengst/betrouwbaarheid moeten worden verbeterd. Momenteel durft geen enkel bedrijf het in de auto te installeren. Het kan worden gebruikt als laadpaal;

Die fabrieken in Wuxi/Shanghai/Xiamen bevinden zich allemaal in de ontwikkelings- en prototypefase, en er zijn geen batchgegevens beschikbaar;

Samengevat in één zin: Er bestaat geen planaire MOSFET die op grote schaal en met een stabiele opbrengst geproduceerd en op de markt gebracht kan worden!

3 mOhm 50 A of meer, batchstabiele opbrengst hoger dan 40%, nee!

7. Siliciumcarbide MOSFET-apparaat - sleufstructuur

Het vijfjarenplan is in ontwikkeling…

Volledig onafhankelijke, gepatenteerde constructieproducten - nee!

De situatie van buitenlandse MOSFET-componenten:

1. CREE - Alleen vlakke oppervlakken, geen groeven; de prestaties van vlakke CREE-constructies zijn echter gedurende twee tot drie jaar niet slechter dan die van constructies met groeven;

2. Japan Rohm - batchzending met dubbele groef; er is een klein probleem met het patent, waarover momenteel een rechtszaak loopt; er is een klein geschil over de betrouwbaarheid van de tweeweg-OBC;

3. ST - 650V 50A, speciaal geleverd aan Tesla Edamame 3, ongeveer duizend stuks, de auto rijdt nu iets meer dan een jaar;

4. Infenion - halfpack loopgraaf;

Het opbrengstpercentage is onbekend, maar het grootste voordeel van deze structuur is dat deze sterker is in de sleuf; maar als er in de toekomst een goede lithografiemachine voor 8 inch beschikbaar komt, zal het wat lastiger zijn om de pitch verder te verkleinen.

Samengevat in één zin: De belangrijkste massaproductie en -export van buitenlandse siliciumcarbide MOSFET-componenten vindt plaats via de trench-chiptechnologie, die al op de markt is en waarvan het volume geleidelijk kan worden verhoogd; maar ik heb vernomen dat het algemene rendement van 6-inch MOS-chips minder dan 65% bedraagt en dat het rendement na betrouwbaarheidstests niet al te optimistisch is! Maar vergeleken met China is er minstens een achterstand van vijf jaar!

Wat de IP-structuur betreft, is het moeilijk te zeggen of er in de toekomst vergelijkbare patentbarrières zullen bestaan in het silicium-IGBT-tijdperk!

Samenvatting van persoonlijke meningen:

1. Kristalgroei en substraatwafers zijn de kerntechnologieën van een "vastgelopen" markt en zijn gangbare technologieën in de hele industriële keten. Het is lastig voor een bedrijf dat zich op één markt richt om veel geld te investeren en te innoveren. Het bedrijf staat onder druk van een winstmodel en investeerders verwachten goede winstcijfers om snel hun winst te verzilveren. Ze verwachten dat het bedrijf hoge investeringen doet, grote risico's neemt en veel geld uitgeeft om te verbeteren en te innoveren, maar de motivatie daarvoor is minimaal.

— Er is behoefte aan een non-profit onderzoeksinstituut met een nationale strategische investering, vergelijkbaar met het Fraunhofer Instituut in Duitsland of het Europese IMEC, om langetermijninvesteringen te doen ter oplossing van dit gemeenschappelijke technische probleem!

2. Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe structuren voor geavanceerde apparaten

—Het verhaal van de silicium-IGBT kan niet worden herhaald. Trenchstructuren en superjunctionstructuren moeten van tevoren worden gepland en ontwikkeld. Er zijn veel mogelijke structuren, zowel betrouwbare als onbetrouwbare. De kosten voor R&D-investeringen door bedrijven alleen zijn hoog. Er is een gezamenlijk industrieel onderzoeksinstituut nodig, zoals het Japanse AIST, dat daadwerkelijk kan investeren, of een nationaal laboratoriumalliantie-instituut zoals Power American in de Verenigde Staten. Onderzoek en ontwikkeling volgens een non-profitmodel, waarbij intellectueel eigendom en technologierechten worden gedeeld, is essentieel.

—Ga2O3, AlN, diamant en andere nieuwe materiaalsystemen moeten van tevoren worden uitgewerkt; bedrijven hebben daar duidelijk nog niet de energie voor; we hebben een non-profit onderzoeksfinancieringspartij nodig zonder belangenconflicten, het Chinese Fraunhofer, het Chinese IMEC!

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen uit "Silicon Carbide Chip Study Notes". Dit artikel geeft uitsluitend de persoonlijke mening van de auteur weer en vertegenwoordigt niet de standpunten van Sacco Micro en de industrie. Het is alleen toegestaan om dit artikel te herdrukken en te delen ter ondersteuning van de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk op het auteursrecht contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen

Wat is een power management IC? Welke rol speelt dit component in het algehele circuit?

Cree ingehaald! Hoe heeft dit SiC-bedrijf dat voor elkaar gekregen?