9月24日，Resonac（原昭和電工）在官網(wǎng)宣布，其與Soitec簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，雙方將共同開發(fā)用于功率半導(dǎo)體的8英寸碳化硅鍵合襯底。
source：Resonac
在這次共同開發(fā)中，Resonac將向Soitec提供碳化硅單晶，Soitec將使用這些單晶制造碳化硅鍵合襯底。
鍵合技術(shù)加速碳化硅8英寸轉(zhuǎn)型
據(jù)悉，Soitec擁有一種獨(dú)有的SmartSiC?技術(shù)，該技術(shù)通過處理高質(zhì)量的碳化硅單晶襯底，將處理后的表面鍵合到多晶碳化硅晶圓作為支撐襯底，然后將單晶襯底分割成薄膜，從而從一個(gè)碳化硅單晶襯底生產(chǎn)出多個(gè)高質(zhì)量的碳化硅晶圓，由此顯著提高了生產(chǎn)效率。
其中單晶碳化硅襯底成本較高，多晶碳化硅晶圓成本較低，根據(jù)此前Soitec公司數(shù)據(jù)，碳化硅鍵合襯底的材料成本相較于單晶碳化硅襯底片可以下降2/3以上，如果考慮過程中的生產(chǎn)加工費(fèi)用，碳化硅鍵合襯底的綜合成本相較于一片單晶碳化硅襯底片下降幅度也可達(dá)50%以上。
對比6英寸碳化硅晶圓，8英寸碳化硅晶圓可用面積幾乎增加一倍，芯片產(chǎn)出可增加80-90％，碳化硅晶圓升級到8英寸將會(huì)給汽車和工業(yè)客戶帶來重大收益，因此，碳化硅晶圓走向8英寸是業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展趨勢。
但8英寸碳化硅晶圓在長晶方面受限于生長良率低、周期長等瓶頸導(dǎo)致成本難以有效降低，而碳化硅鍵合襯底技術(shù)可以將高、低質(zhì)量碳化硅襯底進(jìn)行鍵合集成，有效利用低質(zhì)量長晶襯底，與長晶技術(shù)一同推進(jìn)碳化硅材料成本的降低。
目前，國內(nèi)半導(dǎo)體材料廠商青禾晶元在8英寸碳化硅鍵合襯底技術(shù)方面已取得了一定進(jìn)展。今年4月11日，青禾晶元官方宣布，在國內(nèi)率先成功制備了8英寸碳化硅鍵合襯底。
Resonac與Soitec本次合作圍繞8英寸碳化硅鍵合襯底制備進(jìn)行突破，有望通過降低8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)成本，為產(chǎn)業(yè)界客戶提供更具競爭力的價(jià)格。
Resonac/Soitec發(fā)力8英寸碳化硅
在攜手研發(fā)8英寸碳化硅鍵合襯底的同時(shí)，Resonac和Soitec兩大廠商正在持續(xù)加碼8英寸碳化硅布局。
早在2022年，Soitec就曾與意法半導(dǎo)體達(dá)成合作，以驗(yàn)證8英寸碳化硅鍵合襯底，并表示有望在中期實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
2023年10月，Soitec位于法國伯寧總部的Bernin 4新工廠正式落成，致力于制造6英寸和8英寸的SmartSiC晶圓。初期，Bernin 4新工廠主要生產(chǎn)6英寸碳化硅晶圓，計(jì)劃從2024年開始遷移到8英寸晶圓。
Resonac則在外延領(lǐng)域進(jìn)展較快，據(jù)日媒此前報(bào)道，Resonac的8英寸碳化硅外延片品質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了6英寸產(chǎn)品的同等水平。目前，其正在通過提高生產(chǎn)效率來降低成本，樣品評估已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化的最后階段，預(yù)計(jì)一旦成本優(yōu)勢超過6英寸產(chǎn)品，Resonac就會(huì)開始轉(zhuǎn)型生產(chǎn)8英寸產(chǎn)品。
與此同時(shí)，Resonac子公司Resonac Corporation已開始在日本山形縣東根市的山形工廠建造碳化硅晶圓（襯底及外延）新生產(chǎn)大樓，奠基儀式已于9月12日舉行。該新工廠預(yù)計(jì)將于2025年第三季度完工?；诖藬U(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，Resonac將在2025年開始量產(chǎn)8英寸碳化硅襯底。
在雙方多年的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)能布局基礎(chǔ)上，Resonac與Soitec此次合作有望加速8英寸碳化硅襯底量產(chǎn)進(jìn)程，進(jìn)而推動(dòng)碳化硅在新能源汽車、光儲(chǔ)充等下游應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步滲透。
目前，國內(nèi)外碳化硅廠商8英寸布局正在如火如荼的進(jìn)行中，各大企業(yè)在產(chǎn)能擴(kuò)充、技術(shù)研發(fā)等方面頻頻傳出最新進(jìn)展，其中，產(chǎn)能建設(shè)能夠讓相關(guān)企業(yè)擁有8英寸碳化硅市場應(yīng)用“入場券”，而技術(shù)突破帶來的品質(zhì)提升與降本增效，則是企業(yè)8英寸轉(zhuǎn)型成功的必由之路。
未來，碳化硅產(chǎn)業(yè)有望誕生更多類似SmartSiC的創(chuàng)新技術(shù)，也將有更多基于先進(jìn)技術(shù)的攜手合作案例。（文：集邦化合物半導(dǎo)體Zac）
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