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国产碳化硅衬底材料崛起,英飞凌签约两家中国供应商

碳化硅(SiC)属于第三代半导体材料,和名列前茅代以硅为主、第二代以砷化镓为主的半导体材料相比,具有禁带宽度大、饱和电子迁移率高、导热性能等优势,特别适合于做大功率、耐高温、耐高压的半导体器件。

比如电动汽车应用碳化硅器件做逆变器、变压器,甚至是车载充电桩,可以做得体积小,重量轻,这样提高电动汽车的续航里程,同时转换效率高,能够有效节能。在光伏逆变器和储能逆变器领域,提高电能利用率,大大降低能耗损失。

未来碳化硅器件将会覆盖更高电压等级器件,可应用于轨道交通和智能电网等领域。碳化硅功率器件导通电阻底,开关频率高,能够有效降低系统能耗,达到节能减排的目的,是为“双碳”战略服务的重要材料。

碳化硅的广阔前景,让国内外半导体厂商看到了机遇,纷纷加大研发和投资力度。为满足中国市场在汽车、太阳能和电动汽车充电应用及储能系统等领域对碳化硅半导体产品不断增长的需求,并将推动新兴半导体材料碳化硅的快速发展,德国半导体龙头企业英飞凌公司(Infineon)正推动其碳化硅(SiC)供应商体系多元化,在全球范围内增加新的具有竞争力且符合市场较高标准的优质货源。

日前,英飞凌与两家中国碳化硅材料供应商北京天科合达半导体股份有限公司、山东天岳先进科技股份有限公司先后签订了长期供货协议,以确保获得更多具有竞争力的碳化硅来源。

根据协议,天科合达和天岳先进将为英飞凌供应用于生产SiC半导体的6英寸(150mm)碳化硅晶圆和晶锭,两家企业的供应量均将占到英飞凌未来长期预测需求的两位数份额。未来也将提供200毫米直径碳化硅材料,助力英飞凌向200毫米直径晶圆的过渡。

资料显示,英飞凌在功率半导体市场占有率国际名列前茅,近年来不断加强其SiC制造能力,并持续看好亚太区第三代半导体市场,正大幅提高其马来西亚和奥地利生产基地的产能。其中马来西亚居林的新工厂计划于2024年投产,届时将补充奥地利菲拉赫工厂的产能。

海外碳化硅产业链

国内碳化硅产业链

据悉,英飞凌还制订了远景目标,预计到2027年,其碳化硅产能将增长10倍,力争在2030年达成30%全球碳化硅市场份额。迄今为止,英飞凌已向全球3,600多家汽车和工业客户提供碳化硅半导体产品。

基于对碳化硅发展前景的充分看好,英飞凌公司在过去几年,与全球碳化硅材料主要供应商纷纷签订长期供货协议。可能是出于对亚太市场尤其是中国市场的考虑,英飞凌公司推动了这次与中国供应商长期合作协议的签订。

据业一位内人士称,天科合达是一家具有深厚的中科院背景和国资背景的高科技企业。公司在2006年成立,成立之初的主要技术源自中科院物理研究所,主要产业化支持资金来源于新疆天富集团。近年来,伴随着“双碳”建设的深入实施以及国家对第三代半导体的大力支持,以新能源汽车、光伏风电、储能设施、轨道交通、5G通讯等为主要应用的碳化硅市场快速扩容。以天科合达、天岳先进、烁科晶体等为代表的国内碳化硅材料企业迎来快速发展的时机。

天科合达在导电衬底领域尤为出色,占据了国内一半以上的市场份额,2021年国际市场占有率排名第四,在产品良率方面也处于行业名列前茅地位。公司已经得到国家政策基金和产业基金的大力支持,国家集成电路产业投资基金、哈勃科技投资基金、比亚迪、宁德时代、润科基金都是天科合达的股东。

中科院物理研究所碳化硅团队负责人、天科合达首席科学家陈小龙研究员谈起就碳化硅的重要优势时说,碳化硅是引领第三代半导体产业发展的重要材料,应用前景广阔,大大助力于“双碳”战略的实施。

对于我国的碳化硅技术发展,陈教授认为我国碳化硅技术起步较晚,天科合达是中科院物理研究所产学研合作成功的典型案例,一直在推动着国内碳化硅技术进步。

碳化硅(SiC)晶体生长极其困难,上世纪90年代只有少数发达国家掌握SiC晶体生长和加工技术,我国起步较晚。为推动SiC晶体国产化,避免我国宽禁带半导体产业被“卡脖子”,我们团队从1999年开始,从基础研究到应用研究,自主研发突破了从生长设备到高质量SiC晶体生长和加工等关键技术。

“我们形成了具有自主知识产权的完整技术路线,进而推动国内名列前茅家SiC晶体产业化公司北京天科合达成立。” 陈小龙说到,“天科合达不断发展壮大,取得了不错的经济和社会效益,带动了整个产业链快速发展,团队因此获得了中国科学院2020年度科技促进发展奖,成为中科院产学院合作的一个优异案例。”

另外,陈小龙还称,目前物理所研发团队还关注碳化硅液相法晶体生长技术,希望基础研究上跟进一步,为其产业化发展奠定基础。

文章来自:https://www.eet-china.com/