Текущее состояние отечественной промышленности по производству карбида кремния

Главная Новости Тенденции Текущее состояние отечественной промышленности по производству карбида кремния

2022-03-17 298

Заметки любителя по чипам из карбида кремния. Подборка документов, новости отрасли, случайные открытия и воображение. Этот официальный аккаунт принадлежит мне и предназначен исключительно для личных заметок, это только для личного хобби и не преследует никаких коммерческих целей. Прошу прощения за возможные неточности в цитатах в статье. Некоторые увлекаются выращиванием цветов и травы, пением и рыбалкой, другие любят вести блоги в Twitter и Douyin. В последние годы я люблю время от времени читать книги и обновлять научные статьи по выходным, чтобы следить за развитием передовых материалов и технологий устройств.

Займитесь чем-нибудь интересным и станьте интересным человеком.

Это тема, за которую легко получить выговор, но для меня, человека без интересов, который всегда любит нести чушь, не имеет значения, если я просто болтаю и накручиваю количество собеседников. Этот ключевой момент предназначен для самостоятельного прочтения теми немногими людьми из нашего небольшого круга. Я написал его заранее, чтобы не забыть несколько важных моментов.

Популярность: Схожа с LED-светодиодами того времени, но технические барьеры на несколько порядков выше, чем у LED-светодиодов;

В одном предложении можно обобщить все аспекты основного направления развития отечественных технологий в отрасли:

1. Тонер на основе силикагеля: Не проблема

Солнечная энергетика сделала много хорошего, и теперь отечественный кремниевый порошок 9N не представляет собой большой проблемы;

2. Порошок карбида кремния: 5N вполне подходит, но с 6N возникают проблемы; система тестирования несовершенна, и почти две тысячи печей используются в больших масштабах, с годовой производительностью в миллионы изделий для десятков проектов по производству подложек. Печи работают на полную мощность, и наблюдается огромный дефицит порошка! Источники высококачественного порошка карбида кремния 6N и недорогие технические решения по цене ниже 100 долларов за кг находятся в дефиците!

3. Кристалл/пластина карбида кремния - проводящий 4H, редкий

Качество, производительность и стоимость пластин, которые можно загрузить в грузовик… Тут уж ничего не поделаешь. После более чем 20 лет отечественного выращивания кристаллов мы, по сути, достигли узкого места, то есть узкого места в технологиях и затратах на итерации. Плотность дефектов/процент выхода годных 6-дюймовых пластин необходимо снизить на один-два порядка. Время, необходимое для этого, оценивается в 5-10 лет. Пусть компания соберет всех отечественных инженеров профессорского уровня, способных выращивать кристаллы, и сосредоточится на итерациях и одновременном использовании сотен печей для различных улучшений, чтобы ускорить прогресс итераций! Ключевой момент заключается в том, что текущее соотношение потребления и выпуска продукции этой печи несколько удручает, если она не приносит прибыли!

Тем, кто играет на деньги и рассказывает истории, не место в этой отрасли. Больше подходит работа в сфере недвижимости!

4. Эпитаксиальная пластина из карбида кремния

5-20 мкм, N-тип эпитаксии, не проблема;

Проблема в том, что защитной пленки недостаточно или она плохого качества!

5. Устройства на основе карбида кремния - диоды MPS/JBS

Диоды — 650/1200 В 20 А и ниже, выход годных изделий не является проблемой, экономическая эффективность приемлема; возможно стабильное массовое производство, и нет больших проблем с четырьмя заводами в Пекине/Уси/Шанхае/Сямэне. Единственная проблема — это источник качественных подложек, которые можно использовать в автомобилях;

Однако показатели выхода годных изделий, стабильности партий и общей стоимости диодов с напряжением 1700 В и выше по-прежнему не внушают оптимизма. Я видел фактические данные по нескольким из них. Ключевой момент заключается в том, что иногда причины низкого и нестабильного выхода годных изделий не ясны. Проблема кроется в качестве подложки и эпитаксиальной пластины, данные не совпадают!

Выход годных диодов на 50 А и более невысок, но это в основном связано с проблемами пленочного покрытия.

6. Планарная структура MOSFET-транзистора на основе карбида кремния.

3–10 мОм, 20 А и ниже. Одна компания действительно выпускает партии по четыре дюйма. Необходимо улучшить соотношение цены и качества, а также производительность/надежность. На данный момент ни одна компания не осмеливается устанавливать его в автомобиль. Его можно использовать в качестве зарядной станции для зарядки;

Все заводы в Уси, Шанхае и Сямэне находятся на стадии разработки и опытных образцов, и данных о серийном производстве пока нет;

Если подвести итог одним предложением: не существует планарного MOSFET-транзистора, который можно было бы массово производить со стабильным выходом годных изделий и вывести на рынок!

3 мОм 50 А или более, стабильный выход годной партии превышает 40%, нет!

7. MOSFET-транзистор на основе карбида кремния с траншейной структурой.

— Пятилетний план находится в стадии разработки…

Полностью независимые запатентованные конструкционные изделия — нет!

Ситуация с зарубежными MOSFET-устройствами:

1. CREE — Только плоские поверхности, без канавок; однако эксплуатационные характеристики плоских конструкций CREE не хуже, чем у конструкций с канавками, в течение двух-трех лет;

2. Япония Rohm - партия с двойной канавкой; существует незначительная проблема с патентом, которая в настоящее время рассматривается в суде; существует незначительный спор относительно надежности двухстороннего бортового компьютера;

3. ST - 650V 50A, специально поставленный для Tesla Edamame 3, около тысячи единиц, автомобиль эксплуатируется чуть более года;

4. Инфенция - полуокопная траншея;

Коэффициент текучести неизвестен, но главное преимущество этой конструкции заключается в её большей прочности в канавке; однако, если в будущем появится хорошая литографическая машина для 8-дюймовых листов, дальнейшее уменьшение шага будет несколько затруднительным.

Вкратце: основное массовое производство и поставки зарубежных МОП-транзисторов на основе карбида кремния – это траншейные МОП-транзисторы, которые уже есть на рынке, и объемы производства можно постепенно увеличивать; но я слышал, что общий процент выхода годных изделий на 6-дюймовых МОП-чипах составляет менее 65%, а результаты проверки надежности не слишком оптимистичны! Но по сравнению с Китаем разница составляет как минимум пять лет!

Что касается структуры интеллектуальной собственности, сложно сказать, будут ли в будущем аналогичные патентные барьеры в эпоху кремниевых IGBT-транзисторов!

Краткое изложение личных мнений:

1. Выращивание кристаллов и подложки являются ключевыми технологиями, зашедшими в тупик, и распространены во всей производственной цепочке. Для компании, ориентированной на отдельный рынок, довольно сложно тратить деньги и постоянно совершенствоваться. Компания находится под давлением модели получения прибыли, и инвесторам необходимы хорошие финансовые отчеты, чтобы быстро получить прибыль. Они ожидают от компании больших инвестиций, высоких рисков и больших затрат на улучшение и совершенствование, но у них мало мотивации;

— Необходимо создать некоммерческое научно-исследовательское учреждение с национальными стратегическими инвестициями, аналогичное немецкому Институту Фраунгофера или европейскому IMEC, чтобы осуществлять долгосрочные инвестиции в решение этой распространенной технической проблемы!

2. Исследование и разработка новых конструкций для передовых устройств.

—История кремниевых IGBT-транзисторов не может быть повторена. Необходимо заранее спланировать и разработать траншейную структуру и структуру суперперехода. Существует множество возможных структур, как надежных, так и ненадежных. Инвестиции в НИОКР со стороны одних только предприятий высоки. Необходимы совместные научно-исследовательские институты, подобные японскому AIST, способные объединиться для инвестиций, или национальные лабораторные альянсы, такие как Power American в США. Некоммерческие научно-исследовательские разработки, основанные на совместном использовании интеллектуальной собственности и разрешении на использование технологий;

— Необходимо заранее разработать системы на основе Ga2O3, AlN, алмаза и других новых материалов; у компаний, очевидно, пока нет на это сил; нам нужна некоммерческая организация, занимающаяся инвестициями в исследования, без конфликтов интересов, например, китайский институт Фраунгофера или китайский IMEC!

Отказ от ответственности: Данная статья воспроизведена из «Заметок по исследованию чипов из карбида кремния». Эта статья отражает только личное мнение автора и не представляет точку зрения компании Sacco Micro и отрасли в целом. Перепечатка и распространение разрешены только 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.

Что такое микросхема управления питанием? Какова роль этого компонента в общей схеме?

Обгоняем Cree! Как этой компании, производящей SiC, это удалось?