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SiC优势、制造工艺及成本分析
- 提问时间：2025/03/07
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[1个回答]SiC材料特性带来商业化难题，全产业链降本进行时。尽管SiC相较于Si有众多优势，但是由于SiC材料特性导致其大批量商业化也面临诸多挑战，这也是碳化硅器件成本较高的原因所在。除了衬底环节，碳化硅的长晶工艺难度高之外，碳化硅的晶圆制造环节具备相当高的技术壁垒：首先，碳化硅材料本身具备诸多难点。相比SiIGBT，SiC/SiO2界面缺陷密度比Si/SiO2高出1-2个数量级，较高的缺陷密度会引起栅氧质量的显著降低，造成器件实际应用中严重的可靠性问题。碳化硅的缺陷种类非常多，形成机制也很复杂，大体上碳化硅的缺陷可分为两大类别，第一类是晶体缺陷，包括点缺陷、螺位错、微管缺陷、刃位错等，晶体缺陷一部分是...
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SiC功率模块特性、市场规模及发展趋势分析
- 提问时间：2024/06/28
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[1个回答]28年全球SiC市场规模有望达90亿美元，汽车占比超70%。一代材料决定一代器件，第三代半导体物理性能相对更为出色。第一代半导体材料以硅和锗等元素半导体为代表，其典型应用是集成电路，主要应用于低压、低频、低功率的晶体管和探测器中。硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。第二代半导体材料是以砷化镓为代表，砷化镓材料的电子迁移率约是硅的6倍,具有直接带隙，故其器件相对硅基器件具有高频、高速的光电性能，因此被广泛应用于光电子和微电子领域，是制作半导体发光二极管和通信器件的关键衬底材料。第三代半导体材料是指以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，...
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SiC材料优势、应用场景、降本限制因素及市场现状如何？
- 提问时间：2024/04/25
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[1个回答]国产SiC器件竞争力日益提升。1.SiC材料在性能上具备优势SiC是第三代半导体材料，与Si材料相比，SiC在禁带宽度、击穿场强、漂移饱和速度等性能上具备优势，且传统车载硅基器件往往受到600V电压限制，因此在未来“800V高压平台”普及的时代之下，SiC器件凭借耐高压、耐高温、低损耗特性有望迎来产业化放量阶段。2.新能源汽车为导电型碳化硅器件主要应用场景，市场规模占比超70%根据电阻性能不同，SiC器件可分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型碳化硅射频器件。导电型碳化硅功率器件需要在导电型衬底上生长出碳化硅外延，再进一步加工成MOSFET、IGBT等器件，半绝缘型碳化硅基...
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SiC优势、产业化进展及市场需求驱动力是什么？
- 提问时间：2024/04/17
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[1个回答]降本、技术突破在即，国产应用空间广阔。1.碳化硅器件相比于Si器件具有明显的性能优势和系统成本优势半导体材料根据时间先后可以分为三代：第一代为锗、硅等普通单质材料，一般多用于集成电路；第二代为砷化镓、磷化铟等化合物半导体，主要用于发光及通讯材料；第三代半导体主要包括碳化硅、氮化镓等化合物半导体；目前第三代半导体凭借优秀的物理化学性质，碳化硅材料在功率、射频器件领域逐渐开启应用。SiC高禁带特性，与硅相比具有性能优势。SiC的禁带宽度为3eV，是Si的3倍，介电击穿强度是Si的10倍。相较于Si材料，SiC的电子饱和速度高2倍，另外禁带越宽，在高温下的漏电流就越小，效率也越高。SiC的热导率是S...
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SiC特点、应用市场规模、产业链、竞争格局与技术发展方向分析
- 提问时间：2024/03/15
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[1个回答]碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）是突破性宽禁带半导体材料（我国分类为第三代半导体材料）。与前两代半导体材料相比，由第三代半导体材料制成的器件具有高效率、开关速度快、能量损耗低等优势，能大幅提升产品的能量转换效率并缩小产品体积，是制造高压功率器件和高功率射频器件的理想材料。目前第三代半导体材料被广泛用于新能源车、高压充电桩、智能电网、5G通信、光伏、风能发电等领域。与前两代半导体材料相比，以SiC为代表的第三代半导体材料拥有以下特点：1）禁带宽度更高：SiC的禁带宽度是硅片的约3倍，保证了器件在高温条件下的工作稳定性，减少因高温造成的器件故障现象。理论上一般硅片的极限工作温度为300°...
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SiC市场现状及各领域需求情况如何？
- 提问时间：2023/09/11
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[1个回答]SiC行业正处于加速成长期，市场规模快速增长。第三代半导体行业加速发展，新能源产业链为增长驱动核心竞争力。尽管第三代半导体发现时间很早，但受制于成本和产业链不成熟等因素并未实现大规模商业化落地，2019年，以GaN-on-SiC等射频器件的推广，对设备开发，衬底和外延技术的推动形成了正向反馈。同时Wolfspeed已完成8英寸SiC衬底片的流片，6英寸产业链大规模商业化落地已逐步成型。同时SiC功率器件广泛用于新能源汽车、光伏、轨道交通等领域，未来市场增速能够得到保证。同时国内市场也有多家企业布局SiC产业，未来市场竞争格局将持续深化。预计27年市场空间将超过60亿美元。根据Yole测算，仅碳...
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未来SiC模块封装有哪些演进趋势？
- 提问时间：2023/08/14
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- 提问者：匿名用户
[1个回答]未来SiC模块封装有以下演进趋势：1.在互联、烧结技术方面内部互联技术将从铝线键合/超声焊接将改用铜线方式形式，芯片/衬板烧结方式将采用银烧结技术代替传统pb/Sn合金焊。银烧结工艺烧结体具有优异的导电性、导热性、高粘接强度和高稳定性等特点。用该工艺烧结的纳米银烧模块可长期工作在高温环境；另外银烧结工艺会在芯片烧结层形成可靠的机械连接和电连接，半导体模块的热阻和内阻均会降低，提升模块性能及可靠性。银烧结技术可使模块使用寿命提高5-10倍，烧结层厚度较焊接层厚度薄60-70%，热传导率提升3倍。 目前银烧结技术成为国内外第三代半导体封装技术中应用最为广泛的技术。国内外诸多厂商把银烧结技...
标签： SiC -
SiC衬底生产流程、制备方法、难度及降本方法有哪些？
- 提问时间：2023/08/14
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- 提问者：匿名用户
[1个回答]SiC衬底制备困难导致高成本。SiC衬底生产流程与硅基类似，晶体为流程核心：1）原料合成&晶体生长。将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配比混合，在2000℃以上的高温下反应合成SiC颗粒。经过破碎、清洗等工序，制得满足晶体生长要求的高纯度SiC微粉原料。并以高纯度SiC微粉为原料，使用晶体生长炉生长SiC晶体。2）晶锭加工&切割。将制得的SiC晶锭使用X射线单晶定向仪进行定向后磨平、滚磨，加工成标准直径尺寸的SiC晶体。使用多线切割设备，将SiC晶体切割成厚度不超过1mm的薄片。3）晶片研磨&抛光。通过不同颗粒粒径的金刚石研磨液将晶片研磨到所需的平整度和粗糙度，并利用机械抛光和...
标签： SiC -
SiC市场增长主要驱动力有哪些？
- 提问时间：2023/08/14
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- 提问者：匿名用户
[1个回答]根据Yole，新能源汽车、光伏储能是SiC市场增长的主要驱动力。1.新能源车是SiC器件应用的最大驱动力，或迎替代机遇1.1.角度一：SiC电驱系统抢先上车，体积、损耗有效下降SiC功率器件做电驱，电力损耗有效下降。新能源汽车系统架构中涉及到功率半导体应用的组件包括：电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩。其中电驱是SiC功率器件最主要的应用部位，行业内也都率先在电驱采用SiC器件。根据美国能源部对纯电动车Nissan-Leaf的能耗分析，电驱能量损耗约为16%，其中功率器件占其中的40%，因此，电控里功率器件能量损耗约占整车的6.4%。若使用SiC...
标签： SiC -
什么是SiC？优势有哪些？为什么要用SiC做器件？
- 提问时间：2023/08/14
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- 提问者：匿名用户
[1个回答]SiC是第三代宽禁带半导体材料，在禁带宽度、击穿场强、电子饱和漂移速度等物理特性上较Si更有优势。1.什么是SiC半导体材料按被研究和规模化应用的时间先后顺序通常分为三代。第一代：20世纪40年代，硅（Si）、锗（Ge）开始应用，硅的自然储量大、制备工艺简单，是当前产量最大、应用最广的半导体材料，应用于集成电路，涉及工业、商业、交通、医疗、军事等人类生产生活的各个环节，但在高频高功率器件和光电子器件应用上存在较大瓶颈。第二代：20世纪60年代，砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）在光电子、微电子、射频领域被用以制作高速高频、大功率以及发光电子器件，能够应用于卫星通信、移动通信、光通信、GPS导...
标签： SiC -
SiC定义、优势及产业链梳理
- 提问时间：2023/06/02
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- 提问者：匿名用户
[1个回答]想了解更多相关内容，可以前往原报告进行下载查看。定义：碳化硅（SiC）是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料，是第三代半导体材料，因具备宽禁带特性，也被称为宽禁带半导体材料。 优势：SiC材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等特性,以SiC材料制成的半导体器件相比硅基器件具有耐高压、耐高温、功耗低、体积小、重量轻等优势。 SiC产业链主要包括衬底、外延、器件制造及下游应用四大环节。衬底：衬底即通过沿特定的结晶方向将晶体切割、研磨、抛光，得到具有特定晶面和适当电学、光学和机械特性，用于生长外延层的洁净单晶圆薄片，可分为半绝缘型及导电型。...
标签： SiC -
为什么说SiC器件在新能源车的应用上更具优势？
- 提问时间：2023/03/23
- 浏览量：333
- 提问者：匿名用户
[1个回答]相比SiIGBT，SiC器件拥有更为优越的电气性能，在新能源车的应用上具有更大优势，原因如下：1）SiC提升电能转换效率，增加续航，续航里程是电动车的一大痛点。结合英飞凌的研究数据可知，SiC器件可以从导通、开关两个维度降低损耗，整体损耗相比Si基器件降低80%以上，提升车辆5%-10%的续航。a）SiC材料临界击穿电场高，导通电阻低，可降低器件的导通损耗。由于SiC的禁带宽度（3.3eV）远高于Si（1.1eV），因此其漂移区宽度得到大大缩短、可实现的掺杂浓度也得到提高。在SiCMOSFET导通时，正向压降和损耗都小于SiIGBT。根据英飞凌研究，当负载电流为15A时，常温下SiCMOSFE...
标签： SiC 新能源汽车 -
SiC在新能源汽车系统架构的优势体现在哪些方面？
- 提问时间：2023/03/23
- 浏览量：261
- 提问者：匿名用户
[1个回答]SiC模块将主要应用于新能源汽车系统架构中的电机驱动、车载充电器（OBC）、电源转换系统（DC/DC）和非车载充电桩。在各部分的优势分别体现在：1.电机驱动 a）提升控制器效率。小功率/小负载区，SiC系统效率提高了6~20%；中功率/中负载区，SiC电控效率提高3~5%；大功率/大负载区，SiC电控效率提高1~2%。b）提升功率密度。功率密度提升近3倍。c）提升开关频率，减少开关损耗以及简化电路散热系统。开关频率达到20kHz以上，电容减少30%以上，谐波减小；d）碳化硅衬底器件体积更小，体积缩小60%以上，重量降低近40%。2.车载蓄电池充电机（OBC） a）将来自电池...
标签： SiC 新能源汽车 -
SiC市场格局如何？国内第三代半导体产业有何变化？
- 提问时间：2023/03/23
- 浏览量：219
- 提问者：匿名用户
[1个回答]美日欧主导SiC市场，国内产业开始由导入期向成长期过渡。同第一代、第二代半导体产业链类似，衬底晶片/外延片制造、芯片设计、晶圆制造代工、封测、芯片/器件构成了第三代半导体的产业链条。碳化硅厂商一般可以分为两种模式，一是IDM模式，同时从事碳化硅衬底、外延、器件的制造，如wolfspeed等；二是参与产业链部分环节，如天岳先进、II-VI等。SiC衬底晶片经过外延生长、器件制造等环节，可制成应用于高功率电力电子、微波射频等领域的SiC基功率器件和微波射频器件，下游主要应用于5G通讯、新能源汽车、轨道交通、电力系统等领域。碳化硅衬底制备是产业链中技术难度最高的环节，所以SiC衬底晶片是SiC产业的...
标签： SiC 第三代半导体 -
SiC晶圆制造特定工艺与Si工艺的差异在哪？
- 提问时间：2023/02/08
- 浏览量：419
- 提问者：匿名用户
[1个回答]SiC晶圆制造特定工艺与Si工艺的一些差异点主要在于以下几点。（1）光刻对准。由于SiC晶圆是透明的，因此CD-SEM和计量测量变得复杂，光刻对准、设备传送取片等难度较大。（2）蚀刻工艺。由于SiC在化学溶剂中呈现惰性，因此同光使用干法蚀刻。则掩膜材料、掩膜蚀刻的选择、混合气体、侧壁斜率的控制、蚀刻速率、侧壁粗糙度等都需要重新开发。（3）高温大剂量高能离子注入工艺。由于SiC器件的特性，SiC扩散温度远高于硅，传统的热扩散在碳化硅中并不实用，掺杂时只能采用高温离子注入的方式。（4）超高温退火工艺。高温离子注入会破坏材料本身的晶格结构，因此需要在惰性气体中高温退火来恢复结构，通常退火温度高达16...
标签： SiC 晶圆制造
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