Развитие индустрии карбида кремния в моей стране может принести колоссальные выгоды.

 
С начала 2021 года в области эпитаксии карбида кремния отечественные и зарубежные компании одна за другой демонстрируют хорошие результаты.  
1 марта 2021 года японская компания Toyota Tsusho Co., Ltd. официально объявила об успешной разработке технологии наноконтроля поверхности — Dynamic AGE-ing. Эта технология позволяет снизить дислокацию в базовой плоскости (BPD) подложек из карбида кремния любого размера и от любого поставщика до менее чем 1.  
    Рисунок 1. Технология Toyota Dynamic AGE-ing.  
По стечению обстоятельств, 3 марта 2021 года компания Hantian Tiancheng Electronic Technology (Xiamen) Co., Ltd. объявила о прорыве в ключевом технологическом процессе производства сверхпроводящей эпитаксии глубоких траншей из карбида кремния.  
    картина2 Ключевые производственные процессы для эпитаксии сверхпереходов из карбида кремния методом глубоких траншей  
Эпитаксия карбида кремния является важной частью производственной цепочки карбида кремния. Сейчас, когда развитие технологии эпитаксии карбида кремния стремительно набирает обороты, какое влияние это окажет на всю экосистему эпитаксии карбида кремния? Позвольте мне ответить на каждый пункт по отдельности.  
           

Это может изменить международную структуру отрасли эпитаксии карбида кремния.

   
Производственная цепочка карбида кремния в основном состоит из нескольких важных звеньев, таких как подготовка пластин, эпитаксиальный рост, производство устройств, упаковка и тестирование модулей, а также системное применение. Среди них эпитаксиальный рост является важным звеном между прошлым и будущим и играет решающую роль.  
    Рисунок 3. Производственная цепочка карбида кремния.Поскольку существующие устройства в основном реализуются на эпитаксиальном слое, требования к качеству этого слоя очень высоки. По мере увеличения сопротивления при постоянном напряжении требуемая толщина эпитаксиального слоя также увеличивается. Как правило, при напряжении около 600 В требуемая толщина эпитаксиального слоя составляет около 6 микрон; при напряжении от 1200 до 1700 В она достигает 10-15 микрон. Если напряжение превышает 10 000 вольт, может потребоваться толщина эпитаксиального слоя более 100 микрон. По мере увеличения толщины эпитаксиального слоя становится все сложнее контролировать толщину, равномерность удельного сопротивления и плотность дефектов.  
В настоящее время к основным технологиям эпитаксии карбида кремния относятся технология наклонного пошагового потока и технология TCS и др.  
Так называемая технология ступенчатой ​​резки под углом около 8° заключается в резке подложки из карбида кремния под углом примерно 8°. Поверхность подложки, обработанная таким образом, обеспечивает высокую плотность ступенчатого потока, что облегчает достижение эпитаксии карбида кремния на уровне пластины. В настоящее время технология косой ступенчатой ​​резки относительно зрелая. Однако у этой технологии есть два недостатка: во-первых, она не может блокировать дислокации в базисной плоскости; во-вторых, она приводит к перерасходу материала подложки.  
Чтобы преодолеть ограничения технологии ступенчатого потока, исследователи пытались добавлять в реакционную камеру источники кремния, содержащие хлор, и в итоге, благодаря постоянному совершенствованию, разработали такие технологии, как TCS. В настоящее время технология эпитаксии карбида кремния широко интегрирована с оборудованием для эпитаксии карбида кремния. В 2014 году итальянская компания LPE впервые коммерциализировала TCS и другие технологии. В 2017 году компания AIXTRON модернизировала оборудование и внедрила эту технологию в коммерческое производство.  
В настоящее время оборудование для эпитаксиального осаждения карбида кремния в основном монополизируется итальянской компанией LPE, немецкой компанией AIXTRON и японской компанией Nuflare.  
    картина4 Глобальный ландшафт индустрии карбида кремния    
       

Рисунок 5. Анализ существующего оборудования для эпитаксии карбида кремния.

Ожидается, что среднегодовой темп роста производства оборудования для эпитаксиального синтеза на основе карбида кремния превысит 50% к 2023 году.        
      Рисунок 6. Рыночные перспективы оборудования для эпитаксии карбида кремния.    
С развитием новых технологий эпитаксии карбида кремния эта многомиллиардная отрасль может спровоцировать новый виток перестановок.  
             

Это может способствовать развитию индустрии материалов на основе карбида кремния в моей стране.

 
Карбид кремния является типичным представителем третьего поколения полупроводниковых материалов. В зависимости от области применения его можно разделить на карбид кремния ювелирного качества, карбид кремния N-типа для силовых электронных устройств и полуизолирующие материалы из карбида кремния для силовых радиочастотных устройств. Хотя рынок карбида кремния ювелирного качества и полуизолирующих материалов из карбида кремния в последние годы быстро растет, карбид кремния N-типа станет абсолютным лидером будущего рынка.  
По сравнению с карбидом кремния ювелирного качества и полуизолирующими материалами из карбида кремния, к материалам из карбида кремния N-типа предъявляются более высокие требования к качеству кристаллов. В этой области все еще существует определенный разрыв между компаниями, производящими подложки из карбида кремния в нашей стране, и первоклассными международными компаниями CREE.  
Если такие технологии, как динамическое старение (Dynamic AGE-ing), разработанные Toyota, смогут широко применяться в нашей стране, барьер для выхода на рынок материалов на основе карбида кремния N-типа, несомненно, значительно снизится. Согласно статистике Отдела полупроводниковых материалов Китайской ассоциации производителей электронных материалов, мы запустили более 30 проектов по производству материалов на основе карбида кремния с инвестициями, превышающими 30 миллиардов юаней. Однако из-за технических причин, таких как дефекты, запуск производства материалов на основе карбида кремния N-типа задерживается. Если технология эпитаксиального осаждения карбида кремния совершит ключевой прорыв, это будет равносильно открытию шлюзов для наших национальных компаний, занимающихся производством материалов на основе карбида кремния.    
           

Это может способствовать развитию индустрии устройств на основе карбида кремния в моей стране.

   
Несмотря на то, что моя страна инвестировала в более чем 30 проектов по производству подложек из карбида кремния, 6-дюймовые N-типовые пластины из карбида кремния, пользующиеся наибольшим рыночным спросом, по-прежнему сильно зависят от импорта. Стоимость подложек из карбида кремния и эпитаксии в настоящее время составляет более 50% от общей стоимости модулей из карбида кремния. Если эта проблема не будет решена, британской индустрии карбида кремния будет сложно конкурировать с Соединенными Штатами.  
Исследовательское подразделение Yole отметило, что развитие индустрии силовой электроники на основе карбида кремния имеет высокий потенциал, и такие производители, как ROHM, Bombardier, Cree, SDK, STMicroelectronics, Infineon Technologies, Littelfuse, Ascatron и другие, вложили значительные средства. Yole прогнозирует, что объем рынка силовых полупроводников на основе карбида кремния достигнет 1.4 млрд долларов США к 2023 году, при этом среднегодовой темп роста (CAGR) составит 28% в период с 2016 по 2023 год, а с 2020 по 2022 год CAGR увеличится до 40%.     

В целом, будущее выглядит многообещающим, но коллегам из отечественной индустрии карбида кремния все же следует с воодушевлением двигаться вперед.

Отказ от ответственности: Данная статья перепечатана из "GaN World". Статья отражает только личное мнение автора и не представляет точку зрения Sacco Micro и отрасли в целом. Перепечатка и распространение осуществляются исключительно в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.