przemysł węglika krzemu w moim kraju może przynieść ogromne korzyści

 
Od początku 2021 roku w dziedzinie epitaksji z węglika krzemu firmy krajowe i zagraniczne jedna po drugiej odnotowywały dobre wieści.  
1 marca 2021 roku japońska firma Toyota Tsusho Co., Ltd. oficjalnie ogłosiła pomyślne opracowanie technologii nanokontroli powierzchni – Dynamic AGE. Technologia ta pozwala zredukować BPD (dyslokację płaszczyzny bazowej) podłoży SiC dowolnego rozmiaru i od dowolnego dostawcy do wartości poniżej 1.  
    Rysunek 1 Technologia dynamicznego AGE-ingu Toyoty  
Przypadkowo 3 marca 2021 r. firma Hantian Tiancheng Electronic Technology (Xiamen) Co., Ltd. ogłosiła przełom w procesie produkcyjnym epitaksji głębokich rowków z superzłączem węglika krzemu.  
    obraz2 Kluczowe procesy produkcyjne dla epitaksji głębokich rowków superzłączowych węglika krzemu  
Epitaksja węglika krzemu jest ważnym elementem łańcucha technologicznego węglika krzemu. Teraz, gdy rozwój technologii epitaksji węglika krzemu wszedł na przyspieszony tor, jaki wpływ będzie to miało na cały ekosystem epitaksji węglika krzemu? Pozwólcie, że omówię je po kolei.  
           

Może to zmienić międzynarodowy model branży epitaksji węglika krzemu

   
Łańcuch technologiczny węglika krzemu dzieli się głównie na kilka ważnych ogniw, takich jak przygotowanie płytek, wzrost epitaksjalny, produkcja urządzeń, pakowanie i testowanie modułów oraz zastosowanie w systemach. Spośród nich wzrost epitaksjalny stanowi ważne ogniwo łączące przeszłość z przyszłością i odgrywa kluczową rolę.  
    Rysunek 3. Łańcuch przemysłowy węglika krzemuPonieważ istniejące urządzenia są zasadniczo implementowane na warstwie epitaksjalnej, wymagania jakościowe dla warstwy epitaksjalnej są bardzo wysokie. Wraz ze wzrostem rezystancji napięciowej, wymagana grubość warstwy epitaksjalnej staje się coraz grubsza. Zazwyczaj przy napięciu około 600 V wymagana grubość warstwy epitaksjalnej wynosi około 6 mikronów; przy napięciu 1200-1700 V wymagana grubość warstwy epitaksjalnej sięga 10-15 mikronów. Jeśli napięcie przekroczy 10 000 V, może być wymagana grubość warstwy epitaksjalnej przekraczająca 100 mikronów. Wraz ze wzrostem grubości warstwy epitaksjalnej coraz trudniej jest kontrolować jednorodność grubości, rezystywności i gęstości defektów.  
Obecnie głównymi technologiami epitaksji węglika krzemu są technologia przepływu schodkowego ukośnego i technologia TCS itp.  
Tak zwana technologia cięcia fazowego z przepływem krokowym (ang. step flow) polega na skrawaniu podłoża z węglika krzemu pod kątem około 8°. Wycięta w ten sposób powierzchnia podłoża zapewnia wysoką gęstość przepływu krokowego, co ułatwia uzyskanie epitaksji z węglika krzemu na poziomie płytki. Obecnie technologia cięcia fazowego z przepływem krokowym jest stosunkowo dopracowana. Ma ona jednak również dwie wady: po pierwsze, nie blokuje dyslokacji płaszczyzny bazowej; po drugie, powoduje marnotrawstwo materiału podłoża.  
Aby przełamać ograniczenia technologii przepływowej, próbowano dodać do komory reakcyjnej źródła krzemu zawierające chlor, co ostatecznie, poprzez ciągłe doskonalenie, doprowadziło do opracowania technologii takich jak TCS. Obecnie technologia epitaksji z węglika krzemu jest w dużym stopniu zintegrowana z urządzeniami do epitaksji z węglika krzemu. W 2014 roku TCS i inne technologie zostały po raz pierwszy skomercjalizowane przez włoską firmę LPE. W 2017 roku AIXTRON zmodernizował sprzęt i wdrożył tę technologię do urządzeń komercyjnych.  
Obecnie na rynku urządzeń epitaksjalnych z węglika krzemu działają głównie włoskie firmy LPE, niemieckie firmy AIXTRON i japońskie firmy Nuflare.  
    obraz4 Globalny krajobraz przemysłu węglika krzemu    
       

Rysunek 5 Analiza istniejącego sprzętu do epitaksji węglika krzemu

Oczekuje się, że do roku 2023 skumulowana roczna stopa wzrostu zapotrzebowania na urządzenia epitaksjalne z węglika krzemu przekroczy 50%.        
      Rysunek 6 Perspektywy rynkowe urządzeń do epitaksji z węglika krzemu    
Wraz z rozwojem technologii epitaksji z węglika krzemu, ta wielomiliardowa branża może wkroczyć w nową rundę przetasowań.  
             

Może to doprowadzić do rozwoju przemysłu materiałów podłożowych z węglika krzemu w moim kraju

 
Węglik krzemu jest typowym przedstawicielem trzeciej generacji materiałów półprzewodnikowych. Ze względu na różne zastosowania, można go podzielić na węglik krzemu klasy jubilerskiej, węglik krzemu typu N do urządzeń energoelektronicznych oraz półizolacyjne materiały z węglika krzemu do urządzeń o częstotliwości radiowej. Chociaż rynek węglika krzemu klasy jubilerskiej i półizolacyjnych materiałów z węglika krzemu dynamicznie rozwija się w ostatnich latach, to węglik krzemu typu N będzie absolutnym liderem na rynku przyszłości.  
W porównaniu z węglikiem krzemu klasy jubilerskiej i półizolacyjnymi materiałami z węglika krzemu, węglik krzemu typu N ma wyższe wymagania dotyczące jakości kryształu. W tej dziedzinie wciąż istnieje pewna luka między krajowymi firmami produkującymi podłoża z węglika krzemu a międzynarodowymi, pierwszorzędnymi firmami CREE.  
Jeśli technologie takie jak Dynamic AGE-ing, opracowane przez Toyotę, znajdą zastosowanie na szeroką skalę w moim kraju, bariera wejścia dla materiałów podłożowych z węglika krzemu typu N niewątpliwie znacznie się obniży. Według statystyk Oddziału Materiałów Półprzewodnikowych Chińskiego Stowarzyszenia Przemysłu Materiałów Elektronicznych, uruchomiliśmy ponad 30 projektów dotyczących materiałów podłożowych z węglika krzemu, a inwestycje przekroczyły 30 miliardów juanów. Jednak z przyczyn technicznych, takich jak wady, zdolność produkcyjna podłoży z węglika krzemu typu N uległa opóźnieniu. Jeśli technologia epitaksjalna z węglika krzemu osiągnie kluczowy przełom, będzie to równoznaczne z otwarciem wrót dla firm produkujących materiały podłożowe z węglika krzemu w moim kraju.    
           

Może to promować przemysł urządzeń z węglika krzemu w moim kraju

   
Chociaż mój kraj zainwestował w ponad 30 projektów z podłożami z węglika krzemu, 6-calowe płytki z węglika krzemu typu N, na które popyt rynkowy jest największy, nadal w dużej mierze zależą od importu. Koszt podłoża z węglika krzemu i epitaksji stanowi obecnie ponad 50% całkowitego kosztu modułów z węglika krzemu. Jeśli ten problem nie zostanie rozwiązany, przemysł węglika krzemu w moim kraju będzie miał trudności z osiągnięciem wysokiej konkurencyjności w porównaniu ze Stanami Zjednoczonymi.  
Jednostka badawcza rynku Yole wskazała, że ​​rozwój branży elektroniki mocy z węglika krzemu ma duży potencjał, a producenci, tacy jak ROHM, Bombardier, Cree, SDK, STMicroelectronics, Infineon Technologies, Littelfuse, Ascatron i inni, zainwestowali w nią znaczne środki. Yole przewiduje, że wartość rynku półprzewodników mocy z węglika krzemu (SiC) osiągnie 1.4 mld USD do 2023 roku, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) na poziomie 28% w latach 2016-2023, a następnie wzrośnie do 40% w latach 2020-2022.     

Ogólnie rzecz biorąc, perspektywy na przyszłość są szerokie, ale mimo wszystko należy zachęcać kolegów z krajowej branży węglika krzemu do dalszych działań.

Zastrzeżenie: Niniejszy artykuł został przedrukowany z „GaN World”. Artykuł ten przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Jest on przedrukowywany i udostępniany wyłącznie w celu ochrony praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przy przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia artykułu.

Numer telefonu firmy: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li

QQ: 332496225 Menedżer Qiu

Adres: Pokój 809, Budynek C, Budynek Technologii Zhantao, nr 1079 Minzhi Avenue, Nowa Dzielnica Longhua, Shenzhen