这家厂商表示，SiC产能大增7倍，将进入八英寸
2021-12-29
14:00:34
来源: 半导体行业观察
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半导体行业观察综合
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据台媒钜亨网报道，中国台湾厂商汉磊 近日指出，目前 6 吋 SiC 需求持续畅旺、产能满载，3 年内则产能将扩充至 5000 片，而汉磊也首度表态将进入 8 吋 SiC 制程，预期 8 吋 SiC 基板成本将大幅减少 2-3 成，汉磊也不缺席将打入，扩大营运动能。
汉磊目前 SiC、GaN 月产能约当 6 吋各约 1000 片，明年 SiC 产能将大幅提升，GaN 也将扩充至 2000 片；而日前法说会上，汉磊预估，未来 2-3 年将持续扩产 SiC，产能将达目前的 5-7 倍。
汉磊继续指出，目前 6 吋 SiC 产能持续满载，未来扩充的产能，成长动能集中在车用与太阳能。
至于 8 吋 SiC 制程，张载良指出，随著全球 SiC 晶圆龙头厂 Wolfspeed 大举扩产，相关产能将大增 30 倍，加上中国台湾、中国大陆许多厂商加入化合物半导体行列，未来 8 吋基板成本可望减少 20-30%，汉磊也不会缺席 8 吋 SiC 领域。
相较于 SiC 产能大幅扩增，张载良说，很多厂商都在佈局 GaN，包括台积电 、其他晶圆代工厂也都有在做，但 6 吋 GaN 适合做分离式元件，汉磊将专注在此领域，并在其中占有一席之地。
众所周知，以硅基为材料的晶圆已经开始从8英寸迈向了12英寸，硅晶圆的生产经验是否可以助力SiC晶圆向更大面积发展，与硅晶圆相比，SiC晶圆的生产难点又在哪里？
深圳基本半导体有限公司总经理和巍巍博士介绍道：“与硅材料芯片相比，8英寸和6英寸SiC生产的主要差别在高温工艺上，例如高温离子注入，高温氧化，高温激活等，以及这些高温工艺所需求的hard mask（硬掩模）工艺等。”
高温工艺关乎着SiC的良率，这也是各大SiC厂商所着力研发的关键环节之一。
而除了与硅晶圆在生产工艺上有所差异以外，在SiC从6英寸向8英寸发展的过程中也存在着一些差异。
““在功率半导体制造的离子注入、薄膜沉积、介质刻蚀、金属化等环节，8英寸碳化硅与6英寸SiC的差距不大。”和巍巍博士指出：“8英寸SiC的制造难点主要集中在衬底生长、衬底切割加工、氧化工艺。其中，衬底生长方面，扩径到8英寸，对衬底生长的难度会成倍增加；衬底切割加工方面，越大尺寸的衬底切割应力、翘曲的问题越显著；氧化工艺一直是碳化硅工艺中的核心难点，8英寸、6英寸对气流和温场的控制有不同需求，工艺需各自独立开发。”
显然，SiC向更大晶圆面积发展的路并不好走，在这一点上，从SiC从4英寸走向6英寸的过程中便可略窥一二——据 Yole 预测数据显示，2020 年4英寸SiC晶圆接近 10 万片，而 6英寸晶圆市场需求已超过8万片，预计将在2030年逐步超越4英寸晶圆。
如此来看，8英寸SiC市场还处于爆发的前夜，那么，国内外厂商是如何备战8英寸SiC时代的带来？他们现在的处于怎样一种情况。
从目前全球市场情况来看，目前SiC市场主要由Cree、英飞凌、罗姆半导体旗下SiCrystal、II－IV、新日铁住金及道康宁等国外厂商占据着。同时，根据市场的公开资料显示，这些厂商在进入6英寸生产后，在近两年来，其中一部分厂商又对其6英寸产线进行了扩产，并在积极推动SiC向8英寸发展。
从他们对8英寸SiC的布局进程上看，目前在工艺、设备方面，已有外延炉、高温氧化炉、高温激活炉等设备商业化的8英寸设备销售，并由多家国际巨头IDM厂家进行了采购。
在国际知名大厂中，Cree（科锐）、II-VI（高意）、SiCrystal（罗姆集团旗下子公司）、ST（意法半导体）等4家公司已拥有8英寸SiC衬底技术，并有部分公司展示了其8英寸衬底。Cree在2015年展示了8英寸SiC样品， 2019年完成了首批8英寸SiC晶圆样品的制样，正在美国达勒姆市新建的晶圆厂也规划以8英寸SiC产品为主。II-VI和SiCrystal也已经对外展示了8英寸SiC衬底样品，II-VI在样品展示上还早于Cree。
而按照各大厂商的量产计划来看，Cree的计划是在2024年8英寸SiC晶圆工厂规划达产；今年4月，II-VI也表示，未来5年内，将SiC衬底的生产能力提高5至10倍，其中包括量产直径8英寸的衬底；英飞凌方面则预计2023年左右开始量产8英寸衬底，以2025年为目标，量产8英寸SiC衬底器件。
和巍巍博士认为，随着8英寸SiC的到来，8英寸SiC可能会为产业带来以下几方面改变：
1.价格进一步降低：8英寸SiC量产后，器件价格相比于6英寸SiC进一步降低。
2.市场进一步发展：随着价格的进一步降低，碳化硅产品将进入更多的市场。
3.竞争进一步加剧：小尺寸（4英寸）碳化硅晶圆厂将逐步因为成本原因被淘汰。8英寸是目前硅基功率半导体的主流尺寸，当8英寸碳化硅成为市场主流后，更多的硅基半导体巨头将加入碳化硅的竞争中。
4.核心技术重要性凸显：随着技术不断发展，因为性能差距造成的成本差距将更为明显，技术能力相对薄弱的厂商将被逐渐淘汰。
从国内情况来看，国内在6英寸SiC产线上已经有所成绩，国内已知的6英寸SiC生产线有中电55所、中国中车、三安光电、华润微电子、积塔、燕东微电子（与深圳基本半导体共建）、国家电网等，碳化硅肖特基二极管制造水平紧跟国际大厂，大规模量产通过可靠性验证的MOSFET也技术日趋成熟。
根据安信证券的调研报告也显示，国内6英寸产线正在爬良过程中，未来 有望进一步提升，同时在加速进行对8英寸产线的研发。
就国内8英寸SiC产线的发展进程上看，国内已有一些公司和单位作为预研项目进行立项。这其中就包括，2020年10月，由中电科半导体持股的山西烁科晶体公司8英寸衬底片已经研发成功，即将量产；根据天科合达在科创板公布的招股书显示，其在2020年也启动了8英寸SiC晶片的研发。
同时，和巍巍博士也指出，要推进8英寸产线建设、加快产业发展，需要社会各方、各位同行及上下游合作伙伴携手合作、共同努力，例如：衬底厂商进一步获得低缺陷密度的晶体，并在衬底切割领域进一步降低翘曲；外延厂商加快突破低表面缺陷和低穿通型缺陷的外延工艺；器件厂商持续提高工艺能力及改进设计，降低量产成本，以应对国际厂商的冲击；下游应用端提供国产器件的测试、应用平台和机会，加快国产替代，扶持国产器件厂商，与器件厂商共同成长。
因此，我们也注意到了与8英寸SiC产业链相关的国内企业的布局，在设备和材料方面，2020年11月合肥露笑科技投资100亿元建设的SIC设备制造、长晶生产、衬底加工、外延制作等产业链的研发和生产基地开工，按照他们的计划，将在第二期、第三期分别达成年产 10 万片 8 英寸衬底片（二期）、年产 10 万片 8 英寸外延片和年产 15 万片 8 英寸衬底片（三期）的建设。
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