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碳化硅襯底,進(jìn)化到12英寸!

Hobby觀察 ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:梁浩斌 ? 2024-11-21 00:01 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/梁浩斌)碳化硅產(chǎn)業(yè)當(dāng)前主流的晶圓尺寸是6英寸,并正在大規(guī)模往8英寸發(fā)展,在最上游的晶體、襯底,業(yè)界已經(jīng)具備大量產(chǎn)能,8英寸的碳化硅晶圓產(chǎn)線也開始逐漸落地,進(jìn)入試產(chǎn)階段。

讓人沒想到的是,在8英寸碳化硅還遠(yuǎn)未大規(guī)模落地時,12英寸碳化硅襯底就已經(jīng)悄然面世。

天岳先進(jìn)發(fā)布300mm碳化硅襯底

在上周的德國慕尼黑半導(dǎo)體展上,天岳先進(jìn)發(fā)布了行業(yè)首款300mm(12英寸)碳化硅襯底。

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圖源:天岳先進(jìn)


300mm碳化硅襯底材料,能夠進(jìn)一步擴(kuò)大單片晶圓上可用于芯片制造的面積,大幅提升合格芯片產(chǎn)量。在同等生產(chǎn)條件下,顯著提升產(chǎn)量,降低單位成本,進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益,為碳化硅材料的更大規(guī)模應(yīng)用提供可能。

天岳先進(jìn)表示,通過增加300mm碳化硅襯底產(chǎn)品,打造了更多的差異化的產(chǎn)品系列,并在產(chǎn)品品質(zhì)、性能等方面滿足客戶多樣化的需求。

更大的晶圓尺寸,意味著單片晶圓所能夠制造的芯片數(shù)量更多,晶圓邊緣的浪費(fèi)減少,單芯片成本降低。Wolfspeed的報告顯示,以32mm為例,8英寸晶圓上的裸片數(shù)量相比6英寸增加近90%,同時邊緣裸片數(shù)量占比從14%降低至7%,也就是說8英寸晶圓利用率相比6英寸提升了7%。

而如果增加到12英寸,晶圓表面積是8英寸的1.75倍,理想情況下,不考慮良率時,12英寸晶圓能夠產(chǎn)出32mm2面積的裸片數(shù)量,是8英寸的兩倍以上,而晶圓利用率只會進(jìn)一步提高。

因此,12英寸碳化硅襯底能夠幫助碳化硅產(chǎn)能再次躍升至新的水平。

碳化硅襯底演變歷程

碳化硅襯底在過去很長時間里,一直都停留在6英寸的階段。實(shí)際上早在2015年,多家公司,包括II-VI(現(xiàn)稱Coherent) 、Cree(現(xiàn)為Wolfspeed),就首次在業(yè)界展示出8英寸的碳化硅襯底樣品。

但由于在當(dāng)時電動汽車市場還未真正爆發(fā),碳化硅的需求一直都未得到確認(rèn),因此8英寸襯底的推進(jìn)比較緩慢。

直到2019年,彼時的Wolfspeed宣布投入10億美元建設(shè)新工廠,其中包括一座8英寸的碳化硅晶圓廠,自此才拉開了8英寸碳化硅的量產(chǎn)之路。

實(shí)際上,新能源汽車市場也是從2019年后才開始正式踏上快車道。從幾家新能源頭部車企來看,特斯拉2019年全球銷量同比增長50%;比亞迪在2019年實(shí)際上則是迎來了一個低谷,經(jīng)歷了2020年疫情后,到2021年正式進(jìn)入爆發(fā)增長階段,2022年銷量已經(jīng)是2019年的接近4倍。

到了2020年,有越來越多的廠商陸續(xù)加入到8英寸碳化硅的投資中。國內(nèi)方面,山西爍科晶體在這一年宣布成功研發(fā)8英寸碳化硅襯底,并即將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);天科合達(dá)宣布開始啟動8英寸碳化硅晶片的研發(fā)。

2022年ST、羅姆也相繼展示8英寸SiC樣品,并開始小批量生產(chǎn)。Wolfspeed也在這一年正式啟動了其全球最大的8英寸碳化硅晶圓廠,并投產(chǎn)了首批產(chǎn)品。

在今年,國內(nèi)已經(jīng)有碳化硅襯底廠商大規(guī)模量產(chǎn)8英寸襯底,據(jù)稱前期主要是向海外客戶供應(yīng)。

寫在最后

實(shí)際上,博雅新材在今年3月也展示過12英寸的碳化硅晶錠,這是12英寸襯底的首次展出。不過目前8英寸襯底的產(chǎn)業(yè)鏈還在起步階段,晶圓制造側(cè)的8英寸產(chǎn)線目前市場上的保有量和產(chǎn)能還有很大的提升空間。從過去8英寸從首次亮相到真正量產(chǎn)用了7年多時間來看,相信碳化硅從8英寸切換到12英寸,中間還需要很長一段時間。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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