รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับซิลิคอนคาร์ไบด์
ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ผสมที่ประกอบด้วยคาร์บอนและซิลิคอน ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง ความถี่สูง กำลังสูง และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิม (Si) ช่องว่างของแถบซิลิกอนคาร์ไบด์จะเป็น 3 เท่าของซิลิกอนค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 4-5 เท่าของซิลิคอนแรงดันพังทลายคือ 8-10 เท่าของซิลิคอนอัตราการดริฟท์ของความอิ่มตัวทางอิเล็กทรอนิกส์เป็น 2-3 เท่าของซิลิคอน ซึ่งตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ในด้านพลังงานสูง ไฟฟ้าแรงสูง และความถี่สูงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง ความถี่สูง กำลังสูงและเปล่งแสงแอปพลิเคชันขั้นปลาย ได้แก่ กริดอัจฉริยะ ยานพาหนะพลังงานใหม่ พลังงานลมจากเซลล์แสงอาทิตย์ การสื่อสาร 5G ฯลฯ ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์และ MOSFET ได้ถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์
ทนต่ออุณหภูมิสูงความกว้างของช่องว่างของแถบแบนด์ของซิลิคอนคาร์ไบด์คือ 2-3 เท่าของซิลิคอน อิเล็กตรอนไม่ง่ายที่จะเปลี่ยนที่อุณหภูมิสูง และสามารถทนต่ออุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้น และค่าการนำความร้อนของซิลิคอนคาร์ไบด์คือ 4-5 เท่าของซิลิคอน ทำให้การกระจายความร้อนของอุปกรณ์ง่ายขึ้นและจำกัดอุณหภูมิในการทำงานให้สูงขึ้นการทนต่ออุณหภูมิสูงสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างมาก ในขณะที่ลดความต้องการในระบบทำความเย็น ทำให้หน้าจอแสดงค่าน้ำหนักเบาและเล็กลง
ทนทานต่อแรงดันสูงความแรงของสนามไฟฟ้าพังทลายของซิลิคอนคาร์ไบด์เป็น 10 เท่าของซิลิคอน ซึ่งสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและเหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงมากกว่า
ความต้านทานความถี่สูงซิลิคอนคาร์ไบด์มีอัตราการดริฟท์ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวเป็นสองเท่าของซิลิคอน ส่งผลให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลออกมาในระหว่างกระบวนการปิดระบบ ซึ่งสามารถปรับปรุงความถี่ในการสลับของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และตระหนักถึงการย่อขนาดของอุปกรณ์
การสูญเสียพลังงานต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุซิลิกอน ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความต้านทานต่อออนและการสูญเสียต่ำมากในเวลาเดียวกัน ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความกว้างของแถบความถี่สูงจะช่วยลดกระแสรั่วไหลและการสูญเสียพลังงานได้อย่างมากนอกจากนี้ อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่มีปรากฏการณ์ต่อท้ายกระแสในระหว่างกระบวนการปิดเครื่อง และการสูญเสียการสลับอยู่ในระดับต่ำ
ห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิคอนคาร์ไบด์
ส่วนใหญ่จะรวมถึงพื้นผิว epitaxy การออกแบบอุปกรณ์ การผลิต การปิดผนึกและอื่นๆซิลิคอนคาร์ไบด์จากวัสดุไปยังอุปกรณ์จ่ายพลังงานเซมิคอนดักเตอร์จะได้รับประสบการณ์การเติบโตของผลึกเดี่ยว การหั่นแท่งโลหะ การเติบโตแบบเอพิแทกเซียล การออกแบบแผ่นเวเฟอร์ การผลิต การบรรจุ และกระบวนการอื่นๆหลังจากการสังเคราะห์ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ จะมีการสร้างแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ก่อน จากนั้นจึงได้สารตั้งต้นของซิลิกอนคาร์ไบด์โดยการหั่น การบด และการขัดเงา และแผ่นเยื่อบุผิวจะได้มาจากการเจริญเติบโตของเยื่อบุผิวเวเฟอร์อีปิเทกเซียลทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์ผ่านการพิมพ์หิน การแกะสลัก การฝังไอออน การทำทู่โลหะ และกระบวนการอื่นๆ เวเฟอร์ถูกตัดเป็นแม่พิมพ์ อุปกรณ์ถูกบรรจุ และอุปกรณ์จะรวมกันเป็นเปลือกพิเศษและประกอบเป็นโมดูล
ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรม 1: สารตั้งต้น - การเติบโตของคริสตัลคือการเชื่อมโยงกระบวนการหลัก
พื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์คิดเป็นประมาณ 47% ของต้นทุนของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ ซึ่งเป็นอุปสรรคทางเทคนิคในการผลิตที่สูงที่สุด ซึ่งมีมูลค่ามากที่สุด คือแกนหลักของการพัฒนาอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ของ SiC ในอนาคต
จากมุมมองของความแตกต่างของคุณสมบัติเคมีไฟฟ้า วัสดุซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถแบ่งออกเป็นซับสเตรตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ขอบเขตความต้านทาน 15~30mΩ·cm) และซับสเตรตกึ่งฉนวน (ความต้านทานสูงกว่า 105Ω·cm)วัสดุพิมพ์ทั้งสองชนิดนี้ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่แยกจากกัน เช่น อุปกรณ์กำลังและอุปกรณ์ความถี่วิทยุตามลำดับหลังจากการเติบโตของอีพิแทกเซียลในหมู่พวกเขา สารตั้งต้นซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตอุปกรณ์ RF แกลเลียมไนไตรด์ อุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริคและอื่น ๆด้วยการเพิ่มชั้น epitaxial gan บนซับสเตรต SIC กึ่งหุ้มฉนวน แผ่น sic epitaxis จะถูกเตรียม ซึ่งสามารถเตรียมเพิ่มเติมในอุปกรณ์ RF HEMT gan iso-nitrideสารตั้งต้นซิลิคอนคาร์ไบด์นำไฟฟ้าส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าแตกต่างจากกระบวนการผลิตอุปกรณ์พลังงานซิลิกอนแบบดั้งเดิม อุปกรณ์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์ไม่สามารถผลิตได้โดยตรงบนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ ชั้น epitaxial ของซิลิกอนคาร์ไบด์จำเป็นต้องเติบโตบนพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้แผ่น epitaxial ซิลิกอนคาร์ไบด์ และ epitaxis เลเยอร์นี้ผลิตขึ้นบนไดโอด Schottky, MOSFET, IGBT และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ
ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกสังเคราะห์จากผงคาร์บอนที่มีความบริสุทธิ์สูงและผงซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง และแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาดต่างๆ ถูกปลูกภายใต้สนามอุณหภูมิพิเศษ จากนั้นจึงผลิตสารตั้งต้นซิลิกอนคาร์ไบด์ผ่านกระบวนการแปรรูปที่หลากหลายกระบวนการหลักประกอบด้วย:
การสังเคราะห์วัตถุดิบ: ผสมผงซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง + โทนเนอร์ตามสูตร และทำปฏิกิริยาในห้องปฏิกิริยาภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 2000°C เพื่อสังเคราะห์อนุภาคซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีประเภทคริสตัลและอนุภาคเฉพาะ ขนาด.จากนั้นผ่านการบด คัดกรอง ทำความสะอาด และกระบวนการอื่น ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของวัตถุดิบผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง
การเจริญเติบโตของผลึกเป็นกระบวนการหลักของการผลิตซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์ปัจจุบัน วิธีการหลักในการเติบโตของผลึก ได้แก่ การถ่ายโอนไอทางกายภาพ (PVT) การสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD) และ epitaxy เฟสของเหลว (LPE)ในบรรดาวิธีเหล่านี้ วิธี PVT เป็นวิธีการหลักสำหรับการเติบโตเชิงพาณิชย์ของสารตั้งต้น SiC ในปัจจุบัน โดยมีวุฒิภาวะทางเทคนิคสูงสุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรม
การเตรียมซับสเตรต SiC เป็นเรื่องยาก ส่งผลให้ราคาสูง
การควบคุมสนามอุณหภูมิทำได้ยาก: การเติบโตของแท่งคริสตัล Si ต้องการเพียง 1,500 ℃ ในขณะที่แท่งคริสตัล SiC จำเป็นต้องเติบโตที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000 ℃ และมีไอโซเมอร์ SiC มากกว่า 250 ตัว แต่มีโครงสร้างผลึกเดี่ยว 4H-SiC หลักสำหรับ การผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าหากควบคุมไม่แม่นยำจะได้โครงสร้างคริสตัลอื่นๆนอกจากนี้ การไล่ระดับอุณหภูมิในเบ้าหลอมจะกำหนดอัตราการถ่ายโอนการระเหิดของ SiC ตลอดจนโหมดการจัดเรียงและการเติบโตของอะตอมก๊าซบนอินเทอร์เฟซของคริสตัล ซึ่งส่งผลต่ออัตราการเติบโตของคริสตัลและคุณภาพของคริสตัล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างสนามอุณหภูมิที่เป็นระบบ เทคโนโลยีการควบคุมเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุ Si ความแตกต่างในการผลิต SiC ก็คือกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูงเช่นกัน เช่น การฝังไอออนที่อุณหภูมิสูง ออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง การกระตุ้นที่อุณหภูมิสูง และกระบวนการฮาร์ดมาสก์ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูงเหล่านี้
การเติบโตของผลึกช้า: อัตราการเติบโตของแท่งคริสตัล Si สามารถเข้าถึง 30 ~ 150 มม. / ชม. และการผลิตแท่งคริสตัลซิลิคอนขนาด 1-3 ม. ใช้เวลาประมาณ 1 วันเท่านั้นตัวอย่างแท่งคริสตัล SiC ด้วยวิธี PVT อัตราการเติบโตประมาณ 0.2-0.4 มม. / ชม. 7 วันที่จะเติบโตน้อยกว่า 3-6 ซม. อัตราการเติบโตน้อยกว่า 1% ของวัสดุซิลิกอน กำลังการผลิตเป็นอย่างมาก ถูก จำกัด.
พารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์สูงและผลผลิตต่ำ: พารามิเตอร์หลักของสารตั้งต้น SiC ได้แก่ ความหนาแน่นของไมโครทูบูล ความหนาแน่นของการเคลื่อนที่ ความต้านทาน การบิดเบี้ยว ความขรุขระของพื้นผิว ฯลฯ เป็นวิศวกรรมระบบที่ซับซ้อนในการจัดเรียงอะตอมในห้องที่มีอุณหภูมิสูงแบบปิดและการเติบโตของผลึกโดยสมบูรณ์ ในขณะที่ควบคุมดัชนีพารามิเตอร์
วัสดุมีความแข็งสูง มีความเปราะสูง ใช้เวลาตัดนานและมีการสึกหรอสูง: ความแข็ง SiC Mohs อยู่ที่ 9.25 เป็นอันดับสองรองจากเพชร ซึ่งทำให้ความยากในการตัด เจียร และขัดเงา เพิ่มขึ้นอย่างมาก และใช้เวลาประมาณ 120 ชั่วโมงในการดำเนินการ ตัดแท่งโลหะหนา 3 ซม. จำนวน 35-40 ชิ้นนอกจากนี้ เนื่องจาก SiC มีความเปราะสูง การสึกหรอในการประมวลผลของเวเฟอร์จึงเพิ่มมากขึ้น และอัตราส่วนเอาต์พุตจะอยู่ที่ประมาณ 60% เท่านั้น
แนวโน้มการพัฒนา: เพิ่มขนาด + ลดราคา
สายการผลิตปริมาณ 6 นิ้วของตลาด SiC ทั่วโลกกำลังเติบโต และบริษัทชั้นนำได้เข้าสู่ตลาดขนาด 8 นิ้วโครงการพัฒนาในประเทศส่วนใหญ่มีขนาด 6 นิ้วในปัจจุบัน แม้ว่าบริษัทในประเทศส่วนใหญ่จะยังคงใช้สายการผลิตขนาด 4 นิ้ว แต่อุตสาหกรรมก็ค่อยๆ ขยายเป็น 6 นิ้ว โดยเทคโนโลยีอุปกรณ์สนับสนุนขนาด 6 นิ้วจะครบกำหนด เทคโนโลยีสารตั้งต้น SiC ในประเทศก็ค่อยๆ ปรับปรุงเศรษฐกิจของ ขนาดของสายการผลิตขนาดใหญ่จะสะท้อนให้เห็น และช่องว่างเวลาการผลิตจำนวนมากในประเทศขนาด 6 นิ้วในปัจจุบันได้แคบลงเหลือ 7 ปีขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่ขึ้นสามารถนำมาซึ่งการเพิ่มจำนวนชิปตัวเดียว ปรับปรุงอัตราผลตอบแทน และลดสัดส่วนของชิปขอบ และต้นทุนในการวิจัยและพัฒนาและการสูญเสียผลผลิตจะอยู่ที่ประมาณ 7% ดังนั้นการปรับปรุงเวเฟอร์ การใช้ประโยชน์
การออกแบบอุปกรณ์ยังคงมีปัญหามากมาย
การค้าไดโอด SiC ค่อยๆ ดีขึ้น ปัจจุบันผู้ผลิตในประเทศจำนวนหนึ่งได้ออกแบบผลิตภัณฑ์ SiC SBD ผลิตภัณฑ์ SiC SBD แรงดันไฟฟ้าปานกลางและสูงมีเสถียรภาพที่ดี ในรถยนต์ OBC การใช้ SiC SBD+SI IGBT เพื่อให้เกิดความเสถียร ความหนาแน่นกระแสปัจจุบันไม่มีอุปสรรคในการออกแบบสิทธิบัตรผลิตภัณฑ์ SiC SBD ในประเทศจีน และช่องว่างกับต่างประเทศก็มีน้อย
SiC MOS ยังคงประสบปัญหามากมาย ยังคงมีช่องว่างระหว่าง SiC MOS และผู้ผลิตในต่างประเทศ และแพลตฟอร์มการผลิตที่เกี่ยวข้องยังอยู่ระหว่างการก่อสร้างปัจจุบัน ST, Infineon, Rohm และ SiC MOS ขนาด 600-1700V อื่นๆ ประสบความสำเร็จในการผลิตจำนวนมาก และลงนามและจัดส่งให้กับอุตสาหกรรมการผลิตจำนวนมาก ในขณะที่การออกแบบ SiC MOS ในประเทศในปัจจุบันได้เสร็จสมบูรณ์โดยพื้นฐานแล้ว ผู้ผลิตด้านการออกแบบหลายรายกำลังทำงานร่วมกับโรงงานที่ ขั้นตอนการไหลของเวเฟอร์ และการตรวจสอบลูกค้าในภายหลังยังต้องใช้เวลาพอสมควร ดังนั้นจึงยังมีเวลาอีกนานจากการดำเนินการเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่
ปัจจุบันโครงสร้างระนาบเป็นทางเลือกหลัก และประเภทร่องลึกจะใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามแรงดันสูงในอนาคตผู้ผลิตโครงสร้างระนาบ SiC MOS จำนวนมาก โครงสร้างระนาบไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสร้างปัญหาการพังทลายในท้องถิ่นเมื่อเทียบกับร่อง ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพของงาน ในตลาดที่ต่ำกว่า 1200V มีมูลค่าการใช้งานที่หลากหลาย และโครงสร้างระนาบค่อนข้าง เรียบง่ายในขั้นตอนการผลิต เพื่อตอบสนองความสามารถในการผลิตและการควบคุมต้นทุนในสองด้านอุปกรณ์ร่องมีข้อดีของการเหนี่ยวนำปรสิตต่ำมาก ความเร็วในการสลับที่รวดเร็ว การสูญเสียต่ำ และประสิทธิภาพค่อนข้างสูง
2--ข่าวเวเฟอร์ SiC
การผลิตในตลาดซิลิคอนคาร์ไบด์และการเติบโตของการขาย ให้ความสนใจกับความไม่สมดุลของโครงสร้างระหว่างอุปสงค์และอุปทาน
ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของความต้องการของตลาดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังความถี่สูงและกำลังสูง ปัญหาคอขวดทางกายภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนจึงค่อยๆ กลายเป็นที่โดดเด่น และวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่แสดงโดยซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ได้ค่อยๆ กลายเป็นอุตสาหกรรมจากมุมมองของประสิทธิภาพของวัสดุ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความกว้างของช่องว่างของแถบความถี่เป็น 3 เท่าของวัสดุซิลิกอน, 10 เท่าของความแรงของสนามไฟฟ้าที่พังทลายวิกฤต, 3 เท่าของค่าการนำความร้อน ดังนั้นอุปกรณ์พลังงานของซิลิกอนคาร์ไบด์จึงเหมาะสำหรับความถี่สูง แรงดันสูง อุณหภูมิสูงและการใช้งานอื่น ๆ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานของระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง
ในปัจจุบัน ไดโอด SiC และ SiC MOSFET ค่อยๆ เคลื่อนเข้าสู่ตลาด และมีผลิตภัณฑ์ที่เติบโตเต็มที่มากขึ้น โดยในบางสาขาไดโอด SiC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายแทนไดโอดที่ใช้ซิลิกอน เนื่องจากไม่มีข้อได้เปรียบในการชาร์จแบบย้อนกลับนอกจากนี้ SiC MOSFET ยังค่อยๆ นำไปใช้ในยานยนต์ การจัดเก็บพลังงาน กองชาร์จ เซลล์แสงอาทิตย์ และสาขาอื่นๆในด้านการใช้งานด้านยานยนต์ แนวโน้มของการทำให้เป็นโมดูลมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของ SiC จำเป็นต้องอาศัยกระบวนการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเพื่อให้บรรลุผล ในทางเทคนิคด้วยการปิดผนึกเปลือกที่ค่อนข้างสมบูรณ์เป็นกระแสหลัก ในอนาคต หรือการพัฒนาการปิดผนึกด้วยพลาสติก ลักษณะการพัฒนาที่กำหนดเองเหมาะสำหรับโมดูล SiC มากกว่า
ราคาซิลิคอนคาร์ไบด์ลดลงเร็วหรือเหนือจินตนาการ
การใช้งานอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ถูกจำกัดด้วยต้นทุนที่สูง โดยราคาของ SiC MOSFET ในระดับเดียวกันนั้นสูงกว่าราคาของ IGBT ที่ใช้ Si ถึง 4 เท่า เนื่องจากกระบวนการของซิลิคอนคาร์ไบด์มีความซับซ้อน ซึ่งการเติบโตของ ผลึกเดี่ยวและ epitaxis ไม่เพียงแต่รุนแรงต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังมีอัตราการเติบโตที่ช้าอีกด้วย และการแปรรูปผลึกเดี่ยวลงในสารตั้งต้นจะต้องผ่านกระบวนการตัดและขัดเงาขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุและเทคโนโลยีการประมวลผลที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ผลผลิตของสารตั้งต้นในประเทศน้อยกว่า 50% และปัจจัยต่างๆ ส่งผลให้ราคาของสารตั้งต้นและราคา epitaxis สูง
อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบต้นทุนของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์และอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนนั้นอยู่ตรงข้ามกัน ต้นทุนของสารตั้งต้นและ epitaxis ของช่องด้านหน้าคิดเป็น 47% และ 23% ของอุปกรณ์ทั้งหมดตามลำดับ รวมประมาณ 70% การออกแบบอุปกรณ์ การผลิต และการปิดผนึกลิงก์ของช่องด้านหลังคิดเป็นเพียง 30% ต้นทุนการผลิตของอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่การผลิตแผ่นเวเฟอร์ของช่องด้านหลังประมาณ 50% และต้นทุนวัสดุพิมพ์คิดเป็นเพียง 7%ปรากฏการณ์มูลค่าของห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิกอนคาร์ไบด์กลับหัวหมายความว่าผู้ผลิต epitaxy ของสารตั้งต้นต้นน้ำมีสิทธิ์หลักในการพูด ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการจัดวางขององค์กรในประเทศและต่างประเทศ
จากมุมมองแบบไดนามิกในตลาด การลดต้นทุนของซิลิกอนคาร์ไบด์ นอกเหนือจากการปรับปรุงคริสตัลยาวของซิลิคอนคาร์ไบด์และกระบวนการหั่นคือการขยายขนาดเวเฟอร์ ซึ่งเป็นเส้นทางที่สมบูรณ์ของการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ในอดีต ข้อมูล Wolfspeed แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์อัพเกรดจาก 6 นิ้วเป็น 8 นิ้ว การผลิตชิปที่ผ่านการรับรองสามารถเพิ่มขึ้น 80% -90% และช่วยปรับปรุงผลผลิตสามารถลดต้นทุนต่อหน่วยรวมลงได้ 50%
ปี 2023 เป็นที่รู้จักในชื่อ "ปีแรก SiC ขนาด 8 นิ้ว" ในปีนี้ ผู้ผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศและต่างประเทศกำลังเร่งเค้าโครงของซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้ว เช่น Wolfspeed ลงทุนอย่างบ้าคลั่งมูลค่า 14.55 พันล้านดอลลาร์สหรัฐสำหรับการขยายการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ ส่วนสำคัญคือการก่อสร้างโรงงานผลิตสารตั้งต้น SiC ขนาด 8 นิ้ว เพื่อให้แน่ใจว่าจะสามารถจัดหาโลหะเปลือย SiC ขนาด 200 มม. ให้กับบริษัทหลายแห่งในอนาคตนอกจากนี้ Tianyue Advanced และ Tianke Heda ในประเทศยังได้ลงนามในข้อตกลงระยะยาวกับ Infineon เพื่อจัดหาซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้วในอนาคต
เริ่มตั้งแต่ปีนี้ ซิลิคอนคาร์ไบด์จะเร่งความเร็วจาก 6 นิ้วเป็น 8 นิ้ว Wolfspeed คาดว่าภายในปี 2024 ต้นทุนชิปต่อหน่วยของซับสเตรต 8 นิ้ว เมื่อเทียบกับต้นทุนชิปต่อหน่วยของซับสเตรต 6 นิ้วในปี 2022 จะลดลงมากกว่า 60% และการลดต้นทุนจะเปิดตลาดแอปพลิเคชันต่อไป ข้อมูลการวิจัยของ Ji Bond Consulting ชี้ให้เห็นส่วนแบ่งตลาดปัจจุบันของผลิตภัณฑ์ขนาด 8 นิ้วน้อยกว่า 2% และส่วนแบ่งการตลาดคาดว่าจะเติบโตเป็นประมาณ 15% ภายในปี 2569
ในความเป็นจริง อัตราการลดลงของราคาของสารตั้งต้นซิลิกอนคาร์ไบด์อาจเกินจินตนาการของผู้คนจำนวนมาก ข้อเสนอของตลาดในปัจจุบันสำหรับสารตั้งต้นขนาด 6 นิ้วอยู่ที่ 4,000-5,000 หยวน/ชิ้น เมื่อเทียบกับช่วงต้นปีได้ลดลงมาก คาดว่าจะลดลงต่ำกว่า 4,000 หยวนในปีหน้า เป็นที่น่าสังเกตว่าผู้ผลิตบางรายเพื่อให้ได้ตลาดแรกจึงลดราคาขายลงเหลือบรรทัดต้นทุนด้านล่าง เปิดโมเดลสงครามราคาโดยเน้นไปที่สารตั้งต้นซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นหลัก อุปทานค่อนข้างเพียงพอในสนามแรงดันไฟฟ้าต่ำ ผู้ผลิตในประเทศและต่างประเทศกำลังขยายกำลังการผลิตอย่างจริงจัง หรือปล่อยให้ซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์มีอุปทานล้นเกินเร็วกว่าที่คิด
เวลาโพสต์: 19 ม.ค. 2024