SIC哪家上市公司實現量產 SIC龍頭上市公司有哪些

摩爾定律已逼近物理極限 ?!熬聿贿^”就換賽道,寬禁帶半導體成為后摩爾時代半導體發展的“蹊徑”之一,而在這一領域,國內企業有望實現彎道超車 。
寬禁帶半導體是指禁帶寬度在2.3eV及以上的半導體材料,以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表,也稱“第三代半導體” 。采用SiC、GaN材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行,適用于高電壓、高頻率場景,還能以較少的電能消耗,獲得更高的運行能力 。
硅基氮化鎵(GaN on Si)功率器件企業英諾賽科董事長駱薇薇近日在2022年ISES China峰會上表示,寬禁帶半導體不屬于先進工藝,對設備的依賴會小一點,其涉及的很多設備目前基本上可以在國內獲得,核心設備后期也可以實現自主可控 ?!斑@是一個新賽道,我們有機會獲得突破 ?!?br /> 寬禁帶半導體:換道超車重要領域
硅(Si)材料的潛力已逐漸開發殆盡 。相比于硅,SiC具有其10倍的擊穿電場強度、3倍的禁帶寬度、2倍的極限工作溫度和超過2倍的飽和電子漂移速率 。SiC還具有3倍的熱導率,這意味著3倍于Si的冷卻能力 。而GaN則具備比SiC更寬的禁帶寬度、擊穿電場強度及飽和電子漂移速率 。

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目前Si仍是半導體材料主流,占比95% 。Yole預測,第三代半導體滲透率將逐年上升,SiC滲透率在2023年有望達到3.75%,GaN滲透率在2023年達到1.0% 。
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根據CASA數據,2020年我國第三代半導體整體產值超7100億元 。其中,SiC、GaN電力電子產值規模達44.7億元,同比增長54%;GaN微波射頻產值達到60.8億元,同比增長80.3% 。
據悉,總體來看,寬禁帶半導體國內和海外的技術代差并不大 ?!癝iC材料方面,國際上6英寸是主流,8英寸開始中試,國內6英寸剛剛規模量產,8英寸處于樣品研發階段;SiC器件方面,國內中低功率的SiC MOSFET處于小批量供貨階段,在高耐壓、高厚膜外延、極端動態可靠性等方面性能低于國際水平,同時大規模制造能力與意法半導體、CREE等比較還是有一定差距 ?!蹦成婕暗谌雽w業務的上市公司內部高管告訴第一財經,GaN方面,國內企業與國際龍頭在材料和器件部分關鍵指標方面基本同步,但器件在動態特性、長期可靠性、缺陷控制等方面與國際水平有一定差距 。
賽迪顧問新材料產業研究中心首席分析師李龍近日在2022世界半導體大會上表示,第三代半導體行業總體來看還處于發展早期階段,任何一個玩家若能實現技術突破,則可以改變目前的市場格局,第三代半導體也因此成為了相關企業換道超車的重要領域 。
SiC器件最大應用市場在新能源汽車
SiC產業鏈大致可以分為襯底、外延、器件三大環節,器件包括設計、制造和封測 。
SiC器件不可直接制作于襯底上,需先用化學氣相沉積法在襯底表面生成所需薄膜材料,形成外延片,再進一步制成器件 。從技術難度來看,襯底環節技術難度最大,其次是器件環節 。襯底同時也是成本占比最高的環節,占據47% 。
襯底技術難度大首先緣于良率低 。碳化硅的晶型多達200多種,要生成所需的單一晶型(主流為4H晶型),需要控制十分精確 。另一方面,SiC襯底莫氏硬度達9.2,屬于高硬度脆性材料,加工過程中易開裂,加工完成后的襯底易存在翹曲等質量問題 。
天岳先進(688234.SH)招股書顯示,2018-2020年和2021年上半年,公司的晶棒良率分別為41%、38.57%、50.73%和49.90%,襯底良率分別為72.61%、75.15%、70.44%和75.47%,綜合良率最新約為37.7% 。
制備條件苛刻也提高了襯底制備的門檻 。生產SiC晶棒需要2500℃高溫,而硅晶只需1500℃,因此SiC晶棒需要特殊的單晶爐,還需要精確控制溫度;SiC晶棒的生產周期為7至10天,長度約2cm,而硅晶棒只需要3~4天即可長成,長度可達2m 。
“晶體生長是SiC技術難度最大的環節 ?!鄙鲜錾鲜泄靖吖芨嬖V第一財經,增加晶圓尺寸,提高長晶與加工環節的良率是降低成本的有效方法;長晶爐熱場設計、晶體生長與加工工藝優化等則能有效提高良率 。
“從整個產業鏈來看,目前國內在SiC襯底這一塊比較成熟,雖然在良率、尺寸等方面跟國外還有一些差距,但可以保證整個供應鏈的完整性 ?!敝须娍?5所化合物產品部副主任劉柱表示,從外延到工藝制造,再到最終的封測,我國具備完整的能力,目前國產產品可以覆蓋到3毫米波段以下 。

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