文件指出,隨著北京天科合達(dá)創(chuàng)新能力、市場占有率的不斷提升,行業(yè)內(nèi)影響力不斷增強(qiáng),計(jì)劃擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,擬在現(xiàn)有廠區(qū)西側(cè)地塊建設(shè)二期項(xiàng)目。
二期項(xiàng)目位于北京市大興區(qū)大興新城東南片區(qū)0605-022C地塊為現(xiàn)有工程?hào)|側(cè)空地;項(xiàng)目總占地面積52790.032m2,總建筑面積105913.29m2,包括生產(chǎn)廠房、化學(xué)品庫、危廢庫、一般固廢庫、綜合樓、門衛(wèi)等。
公司擬購置長晶及附屬、晶體加工、晶片加工等工藝設(shè)備,新建6-8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)線及研發(fā)中心,以及相關(guān)配套設(shè)施。
該項(xiàng)目用于擴(kuò)大公司碳化硅晶體與晶片產(chǎn)能,同時(shí)建設(shè)研發(fā)中心以對(duì)生產(chǎn)工藝和參數(shù)持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化和完善,投產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)約37.1萬片導(dǎo)電型碳化硅襯底,其中6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底23.6萬片,8英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底13.5萬片。
01、天科合達(dá)碳化硅襯底產(chǎn)能分布
據(jù)集邦化合物半導(dǎo)體不完全統(tǒng)計(jì),截止今日,天科合達(dá)旗下碳化硅襯底生產(chǎn)項(xiàng)目已達(dá)5個(gè)。
資料顯示,天科合達(dá)在北京的現(xiàn)有廠區(qū)為公司第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)項(xiàng)目(下文簡稱“一期項(xiàng)目”)。2020年8月17日,一期項(xiàng)目在北京市大興區(qū)開工,于2022年11月10日完成了竣工環(huán)境保護(hù)自主驗(yàn)收。
一期項(xiàng)目總投資9.8億元,總占地面積33687.914m2,建筑面積55167.71m2,包括生產(chǎn)廠房、化學(xué)品庫、危 廢庫、一般固廢庫、科研與辦公用房、食堂及宿舍樓等。建設(shè)1條碳化硅晶片生產(chǎn)線,年產(chǎn)6英寸碳化硅襯底15萬片。
2019年12月27日,江蘇天科合達(dá)碳化硅晶片一期項(xiàng)目順利建成投產(chǎn)。該項(xiàng)目總投資5億元,占地面積26000平方米,可年產(chǎn)4-8英寸碳化硅襯底6萬片。
2023年8月8日,江蘇天科合達(dá)徐州碳化硅晶片二期項(xiàng)目開工,項(xiàng)目總投資8.3億元,達(dá)產(chǎn)后,可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)碳化硅襯底16萬片。2023年12月28日,該項(xiàng)目已全面封頂,預(yù)計(jì)今年投產(chǎn)。
2024年2月27日,由天科合達(dá)子公司深圳重投天科負(fù)責(zé)運(yùn)營的第三代半導(dǎo)體碳化硅材料生產(chǎn)基地也于在深圳寶安區(qū)啟動(dòng),預(yù)計(jì)今年襯底和外延產(chǎn)能達(dá)25萬片。
小結(jié)
近年來,因在電動(dòng)汽車等電氣領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異,碳化硅功率器件大受市場追捧。
據(jù)TrendForce集邦咨詢《2024全球SiC Power Device市場分析報(bào)告》顯示,碳化硅在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應(yīng)用市場中仍呈現(xiàn)加速滲透之勢,未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢,預(yù)估2028年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模有望達(dá)到91.7億美金。
市場對(duì)碳化硅功率器件的需求增長也拉動(dòng)了碳化硅襯底材料的出貨。
天科合達(dá)在2023年11月表示,2023年下半年,公司營收首次突破10億元,截至2023年10月份,公司營收已經(jīng)較2022年全年翻一番。
據(jù)此來看,仍處于上升周期的碳化硅功率器件市場,對(duì)碳化硅襯底的需求是推動(dòng)天科合達(dá)持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)的主要?jiǎng)恿?。后續(xù),隨著天科合達(dá)的碳化硅襯底項(xiàng)目正式投產(chǎn),國內(nèi)碳化硅襯底產(chǎn)量再將迎來提升。(集邦化合物半導(dǎo)體Rick)
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]]>據(jù)了解,胡潤研究院自2017年以來追蹤記錄獨(dú)角獸企業(yè),這是第六次發(fā)布全球獨(dú)角獸榜。本次榜單估值計(jì)算的截止日期為2024年1月1日,在發(fā)布之前更新了估值的重大變化。
根據(jù)最新榜單,胡潤研究院在全球找到1453家獨(dú)角獸企業(yè),分布在53個(gè)國家和291個(gè)城市。其中,中國擁有獨(dú)角獸企業(yè)340家,主要來自人工智能、半導(dǎo)體和新能源。
集邦化合物半導(dǎo)體注意到,河北同光半導(dǎo)體股份有限公司(以下簡稱:同光股份)以115億元的價(jià)值,排名榜單720名。而這也是該公司首次上榜。
產(chǎn)品升級(jí),產(chǎn)能擴(kuò)充
據(jù)了解,同光股份成立于2012年,致力于SiC單晶襯底的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,是國內(nèi)率先量產(chǎn)SiC單晶襯底的制造商之一。
產(chǎn)品方面,同光股份4英寸碳化硅晶片于2014年出爐,并于次年量產(chǎn);緊接著,同光晶體又研制出6英寸高純半絕緣型碳化硅單晶,并與中電科下屬研究所合作,成功將其應(yīng)用在5G基站建設(shè)中。
來到2023年4月,同光股份8英寸導(dǎo)電型碳化硅晶體樣品成功出爐,為中國廠商在碳化硅襯底領(lǐng)域縮小與國際大廠的差距貢獻(xiàn)了力量。
產(chǎn)能方面,2024年2月,同光股份官網(wǎng)顯示,其旗下的SiC襯底項(xiàng)目和粉體項(xiàng)目順利通過驗(yàn)收。
其中,SiC襯底項(xiàng)目是同光股份首條SiC襯底產(chǎn)線的第三階段建設(shè)項(xiàng)目。該產(chǎn)線位于河北保定國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),自2017年啟動(dòng)規(guī)劃,歷經(jīng)7年時(shí)間順利完成驗(yàn)收,代表著該產(chǎn)線可全面投入生產(chǎn)。
回顧該項(xiàng)目的建設(shè)歷史可發(fā)現(xiàn),隨著技術(shù)進(jìn)步和市場需求的變化,該產(chǎn)線最終的產(chǎn)品及產(chǎn)能已與最初的規(guī)劃不同。
據(jù)悉,在產(chǎn)線規(guī)劃初期,市場尚未普及6英寸技術(shù)及產(chǎn)品,故該項(xiàng)目最初規(guī)劃建設(shè)的是4英寸SiC襯底產(chǎn)品,年產(chǎn)能為6萬片。
來到2020年3月,隨著同光股份“年產(chǎn)10萬片直徑4-6英寸碳化硅單晶襯底項(xiàng)目”簽約儀式在淶源縣舉行,該產(chǎn)線升級(jí)了產(chǎn)品及產(chǎn)能。
2023年,同光股份再次對(duì)該產(chǎn)線進(jìn)行改造,并計(jì)劃新建一條產(chǎn)線。理論上改造產(chǎn)線和新建產(chǎn)線的投產(chǎn),將使該工廠的SiC襯底產(chǎn)能提高到30萬片左右。
而與SiC襯底項(xiàng)目同時(shí)通過驗(yàn)收的SiC粉體項(xiàng)目,則由同光股份全資子公司河北同光新材料有限公司負(fù)責(zé)承接。該項(xiàng)目于2023年7月動(dòng)工,初步計(jì)劃投資為7.4億元,旨在建設(shè)一條年產(chǎn)能為165噸的SiC原材料生產(chǎn)線。實(shí)際情況中,項(xiàng)目投資調(diào)整為4.4億,產(chǎn)能則調(diào)整為80噸。
融資不斷,已啟動(dòng)IPO
成立至今,同光股份身后集結(jié)了一支龐大的投資人隊(duì)伍。
企查查官網(wǎng)顯示,從2016年的天使輪融資,到2023年F輪融資,8年內(nèi)同光股份共完成9輪融資。
有鑒于碳化硅對(duì)新能源汽車的升級(jí)作用,同光股份的投資人隊(duì)伍中不乏車企的身影,如北汽產(chǎn)業(yè)投資、長城汽車。
而發(fā)生在2023年12月的F輪,其融資規(guī)模高達(dá)15億。據(jù)悉,該輪融資由深創(chuàng)投、京津冀產(chǎn)投基金領(lǐng)投,保定高新區(qū)創(chuàng)業(yè)投資有限公司、河北產(chǎn)投戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心聯(lián)合投資。融資將用于進(jìn)一步加速重點(diǎn)項(xiàng)目布局,加筑技術(shù)壁壘,構(gòu)建企業(yè)級(jí)生態(tài)體系,培養(yǎng)第三代半導(dǎo)體行業(yè)人才。
與此同時(shí),同光股份正向IPO發(fā)起沖刺。2022年3月,華泰聯(lián)合證券發(fā)布了同光股份首次公開發(fā)行股票并上市輔導(dǎo)備案報(bào)告,昭示著同光股份IPO之路的開始。
最近一期的公告發(fā)布于2024年1月,為第七期輔導(dǎo)工作報(bào)告。公告中,華泰聯(lián)合證券指出,將按照有關(guān)規(guī)定和輔導(dǎo)協(xié)議約定,通過日常輔導(dǎo)、業(yè)務(wù)輔導(dǎo)等方式,規(guī)范企業(yè)內(nèi)部控制,解決其他仍存在的問題,按照計(jì)劃開展輔導(dǎo)工作。
結(jié)語
TrendForce集邦咨詢認(rèn)為,SiC襯底及外延材料環(huán)節(jié),中國廠商已逐漸贏得海外領(lǐng)先業(yè)者的認(rèn)可,并在供應(yīng)鏈中享有可觀的份額。
以當(dāng)下各大廠商積極研發(fā)的8英寸襯底產(chǎn)品來看,中國目前已有超過10家企業(yè)的8英寸SiC襯底進(jìn)入了送樣、小批量生產(chǎn)階段,具體包括上文提及的同光股份,以及爍科晶體、晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、南砂晶圓、天科合達(dá)、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、湖南三安半導(dǎo)體、超芯星、盛新材料(中國臺(tái)灣)、粵海金。
在產(chǎn)能上,爍科晶體、南砂晶圓、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、乾晶半導(dǎo)體、科友半導(dǎo)體、三安光電等,均已公布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃或正在擴(kuò)產(chǎn)中,不斷為下游客戶做好產(chǎn)能供應(yīng)的準(zhǔn)備。
在國際地位上,科友半導(dǎo)體在今年2月宣布與歐洲一家國際知名企業(yè)簽訂了超過2億元的長單;英飛凌分別與天科合達(dá)、天岳先進(jìn)簽署SiC襯底長單等案例,說明了中國企業(yè)的襯底產(chǎn)品,在質(zhì)量上已得到國際企業(yè)的認(rèn)可。而此次同光股份登上全球獨(dú)角獸榜,更是中國碳化硅襯底企業(yè)實(shí)力不斷躍升的有力證據(jù)。
總體來看,中國在SiC領(lǐng)域已全面布局設(shè)備、材料、制造、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,有望建立全球競爭力。隨著新能源汽車、光伏、儲(chǔ)能、充電樁等下游市場的快速爆發(fā),碳化硅襯底企業(yè)們也將因此受益。(文:集邦化合物半導(dǎo)體 Winter)
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]]>據(jù)悉,該項(xiàng)目由深圳市重投天科半導(dǎo)體有限公司(以下簡稱:重投天科)建設(shè)運(yùn)營,總投資32.7億元,重點(diǎn)布局6英寸碳化硅單晶襯底和外延生產(chǎn)線,是廣東省和深圳市重點(diǎn)項(xiàng)目、深圳全球招商大會(huì)重點(diǎn)簽約項(xiàng)目,預(yù)計(jì)今年襯底和外延產(chǎn)能達(dá)25萬片。
“寶安日報(bào)”還指出,未來,重投天科還將設(shè)立大尺寸晶體生長和外延研發(fā)中心,并與本地重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在儀器設(shè)備共享及材料領(lǐng)域開展合作,與重點(diǎn)裝備制造企業(yè)加強(qiáng)晶體加工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新合作,聯(lián)動(dòng)下游龍頭企業(yè)在車規(guī)器件、模組研發(fā)等工作上聯(lián)合創(chuàng)新,并助力深圳提升8英寸襯底平臺(tái)領(lǐng)域研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)水平。
據(jù)悉,重投天科成立于2020年12月15日,是一家專業(yè)從事第三代半導(dǎo)體碳化硅單晶襯底和外延片研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的規(guī)模以上高新技術(shù)企業(yè)。重投天科是由北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司、深圳市重大產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限公司、深圳市和合創(chuàng)芯微半導(dǎo)體合伙企業(yè)(有限合伙)以及產(chǎn)業(yè)資本出資構(gòu)成的項(xiàng)目實(shí)施主體。
2022年6月29日,重投天科發(fā)生工商變更,新增寧德時(shí)代等多名股東,同時(shí)公司注冊資本由1.6億元人民幣增加至22億元人民幣,增幅達(dá)1275%,資本實(shí)力進(jìn)一步雄厚。其中,寧德時(shí)代持股約6.8%,出資額為1.5億元。
圖源:愛企查官網(wǎng)
此外,重投天科的投資方之一,北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司(以下簡稱:天科合達(dá))是國內(nèi)首家專業(yè)從事第三代半導(dǎo)體SiC襯底及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),國家工級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè),其導(dǎo)電型晶片市場占有率在全球、全國處于領(lǐng)先地位。
2023年8月,天科合達(dá)全資子公司江蘇天科合達(dá)碳化硅襯底二期擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目開工;同年12月28日,項(xiàng)目全面封頂。據(jù)悉,該項(xiàng)目總投資8.3億元,預(yù)計(jì)2024年6月竣工,全部達(dá)產(chǎn)后可年產(chǎn)SiC襯底16萬片。
天科合達(dá)還在2023年11月表示,2023年下半年,公司營收首次突破10億元,截至2023年10月份,公司營收已經(jīng)較去年全年翻一番。此外,公司已累計(jì)服務(wù)國內(nèi)外客戶500余家、累計(jì)銷售導(dǎo)電型碳化硅襯底材料60余萬片。(集邦化合物半導(dǎo)體 Winter整理)
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]]>根據(jù)SiC襯底廠商天科合達(dá)的測算,從4英寸提升到6英寸,單位成本預(yù)計(jì)能夠降低50%;從6英寸到8英寸,成本能夠在這個(gè)基礎(chǔ)上再降低35%。同時(shí),8英寸襯底能夠切出更多的芯片(預(yù)計(jì)可多切90%),邊緣浪費(fèi)也會(huì)更低。簡單來說,8英寸襯底具備更高的有效利用率,這也是各大廠商積極研發(fā)8英寸襯底的直接原因。
目前,6英寸SiC襯底仍是主流,但8英寸襯底已經(jīng)開始滲透市場,例如,Wolfspeed 2023年7月宣布其8英寸工廠已開始向中國終端客戶批量出貨SiC MOSFET,側(cè)面說明其8英寸SiC襯底的批量出貨;天科合達(dá)也已經(jīng)開始小批量出貨8英寸襯底,預(yù)計(jì)2024年可形成中批量出貨······
除了出貨量的直觀說明以外,技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面也能看到實(shí)質(zhì)性的突破和更進(jìn)一步的成果,廠商的許多布局也更明確地指向了8英寸襯底及相關(guān)配套,這一趨勢在2023年相關(guān)進(jìn)展中均有跡可循。
8英寸SiC襯底梯隊(duì)加速進(jìn)階
從Wolfspeed最初于2015年首次展示樣品到現(xiàn)在,8英寸SiC襯底已經(jīng)有了7-8年的發(fā)展史,隨著玩家的增多,8英寸SiC襯底技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品研發(fā)在近兩年明顯加快了。
首先看國際廠商,除了已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的Wolfspeed,還有7家SiC襯底、外延、器件廠預(yù)計(jì)在今年或未來1-2年實(shí)現(xiàn)8英寸襯底的量產(chǎn)。
其中,Wolfspeed的8英寸襯底及MOSFET已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。投資方面,Wolfspeed目前仍在繼續(xù)建設(shè)John Palmour碳化硅制造中心(美國北卡羅來納州SiC襯底工廠),后續(xù)該工廠將持續(xù)推動(dòng)襯底產(chǎn)能的擴(kuò)充,配合其8英寸晶圓廠的擴(kuò)產(chǎn)需求。
Coherent去年也公布了擴(kuò)產(chǎn)8英寸襯底和外延片的計(jì)劃,其將在美國和瑞典進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)。產(chǎn)品出??诜矫妫珻oherent已收到了來自三菱電機(jī)和電裝的10億美元投資,將為二者長期提供6/8英寸SiC襯底及外延片。
ST意法半導(dǎo)體去年也斥資投向8英寸領(lǐng)域,其正在聯(lián)合湖南三安半導(dǎo)體建設(shè)8英寸SiC晶圓廠,后者配套自建一座8英寸SiC襯底廠,保障合資工廠的材料供應(yīng)穩(wěn)定性。與此同時(shí),ST也在自研襯底,其此前便與Soitec就量產(chǎn)8英寸SiC襯底達(dá)成了合作??梢钥吹?,ST在推廣和應(yīng)用8英寸襯底方面同樣是走得早、跑得快。
再看中國廠商,目前已超10家企業(yè)8英寸SiC襯底進(jìn)入了送樣、小批量生產(chǎn)階段,包括:爍科晶體、晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、南砂晶圓、同光股份、天科合達(dá)、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、湖南三安半導(dǎo)體、超芯星、盛新材料(中國臺(tái)灣)、粵海金。
除了上述提及的廠商,目前還有不少在研8英寸襯底的中國廠商,如環(huán)球晶圓(中國臺(tái)灣)、東尼電子、合盛硅業(yè)、天成半導(dǎo)體、平煤神馬合資公司中宜創(chuàng)芯等。
投資方面,爍科晶體、南砂晶圓、天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、乾晶半導(dǎo)體、科友半導(dǎo)體、三安光電等均有8英寸襯底相關(guān)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,旨在提前為后續(xù)中下游客戶做好材料產(chǎn)能供應(yīng)的準(zhǔn)備。而2024年開年以來,已有8英寸襯底項(xiàng)目傳來進(jìn)展:南砂晶圓旗下中晶芯源8英寸SiC單晶和襯底產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目正式備案,該項(xiàng)目于2023年6月12日落地山東濟(jì)南,計(jì)劃在2025年滿產(chǎn)達(dá)產(chǎn)。
根據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,現(xiàn)階段中國廠商在襯底領(lǐng)域與國際大廠的差距已顯著縮小,英飛凌與天岳先進(jìn)、天科合達(dá)等中國廠商達(dá)成長期合作,也說明了中國襯底產(chǎn)品的質(zhì)量受到認(rèn)可。從技術(shù)水平這個(gè)維度上看,兩方差距的縮小側(cè)面反映了全球整體襯底技術(shù)有了提升,后續(xù)有望通過各家廠商的共同努力,推動(dòng)8英寸襯底技術(shù)的發(fā)展步伐。
總體而言,8英寸SiC襯底整體發(fā)展有加速向上之勢,量和質(zhì)上皆有頗多突破。
全球8英寸SiC晶圓廠加速擴(kuò)張
隨著襯底材料持續(xù)突破技術(shù)“天花板”,全球8英寸SiC晶圓廠的擴(kuò)張規(guī)模也在2023年達(dá)到了新高水平。
據(jù)集邦化合物半導(dǎo)體不完全統(tǒng)計(jì),2023年約12個(gè)8英寸晶圓相關(guān)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目落地,其中8個(gè)項(xiàng)目由Wolfspeed、Onsemi安森美、ST、Infineon英飛凌、Rohm羅姆等國際廠商主導(dǎo),ST還與三安光電共同合作了1個(gè)項(xiàng)目,另外3個(gè)項(xiàng)目由泰科天潤、芯聯(lián)集成、杰平方等中國廠商主導(dǎo)。
從區(qū)域分布來看,未來歐美、日韓、中國、東南亞等投資重要集中區(qū)都將有新的8英寸SiC晶圓工廠。截至目前,全球在建或擬建的8英寸晶圓工廠約11座(較明確的),其中,Wolfspeed 2座(美國莫霍克、德國薩爾州)、博世1座(美國羅斯維爾)、ST 1座自建(意大利卡塔尼亞)、1座與三安合建(中國重慶)、英飛凌1座(馬來西亞居林)、三菱電機(jī)1座(日本熊本)、羅姆2座(日本筑后、國富)、安森美1座(韓國富川)、富士電機(jī)1座(日本松本)。
若之后杰平方半導(dǎo)體進(jìn)一步落實(shí)在香港建設(shè)8英寸SiC先進(jìn)垂直整合晶圓廠,那么全球8英寸SiC晶圓廠將再增1座。另值得一提的是,近日中國福建也簽約了一個(gè)8英寸SiC晶圓項(xiàng)目,項(xiàng)目方為天睿半導(dǎo)體。預(yù)期今年將有更多資金投向8英寸SiC晶圓領(lǐng)域。
從廠商擴(kuò)產(chǎn)方向來看,博世及安森美2023年的投資直指車用SiC市場,ST擬在意大利建設(shè)的8英寸SiC芯片廠也瞄準(zhǔn)了電動(dòng)汽車市場。雖然其他廠商沒有直接說明未來產(chǎn)能的應(yīng)用方向,但電動(dòng)車是目前及未來SiC的主要增長引擎,必然是各大廠商擴(kuò)產(chǎn)的重點(diǎn)之一。
在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,800V高壓平臺(tái)已經(jīng)是比較明確的發(fā)展趨勢,而800V平臺(tái)需要更高壓的功率半導(dǎo)體元件,在此背景下,相關(guān)廠商已經(jīng)著手開發(fā)1200V SiC功率器件。從成本角度來看,盡管短時(shí)間內(nèi)6英寸是主流,但為了降本增效,6英寸勢必會(huì)往8英寸等更大尺寸延伸,因此,電動(dòng)汽車市場未來將對(duì)8英寸晶圓有著持續(xù)增長的需求。
從供應(yīng)鏈的角度來看,8英寸也是SiC廠商未來的破局之道。據(jù)集邦化合物半導(dǎo)體了解,6英寸SiC器件市場已經(jīng)進(jìn)入深度“內(nèi)卷”的階段,尤其是SiC JBD部分,對(duì)于規(guī)模小、競爭力弱的企業(yè)而言,利潤空間正在無限擠壓,未來無疑將進(jìn)行一輪洗牌。在此背景下,為了長遠(yuǎn)的發(fā)展,廠商前瞻布局8英寸等更大尺寸的技術(shù),以期搶占市場先機(jī)。
8英寸產(chǎn)業(yè)化突破口與進(jìn)展
8英寸已是大勢所趨,但不得不承認(rèn)的是,雖然技術(shù)的進(jìn)步正在逐漸轉(zhuǎn)換為成果,但8英寸產(chǎn)業(yè)化短期內(nèi)還任重道遠(yuǎn),在這其中,襯底是主要突破口。
生產(chǎn)進(jìn)度上,目前能夠大規(guī)模量產(chǎn)8英寸SiC襯底的企業(yè)屈指可數(shù)。量產(chǎn)速度上,Wolfspeed從成功研發(fā)到量產(chǎn)的時(shí)間線跨越了7年左右,這就說明8英寸SiC襯底大規(guī)模量產(chǎn)還面臨重重難關(guān)。即便產(chǎn)業(yè)整體有了明顯的進(jìn)展,但在新能源汽車、光儲(chǔ)充等應(yīng)用市場對(duì)SiC功率半導(dǎo)體快速增長的需求面前,廠商仍顯得有些捉襟見肘,因此,8英寸SiC襯底的進(jìn)一步突破便更為迫在眉睫。
根據(jù)天科合達(dá)、爍科晶體、天域半導(dǎo)體等中國SiC襯底、外延主要廠商介紹,8英寸量產(chǎn)難題與長晶爐、晶體生長、切磨拋技術(shù)及外延技術(shù)息息相關(guān),也是襯底產(chǎn)業(yè)化的突破口。
長晶爐主要涉及溫場控制問題,據(jù)說目前業(yè)內(nèi)提出一種解決方案:用電阻加熱,因其溫度更均勻,更容易控制溫場。
晶體生長與長晶法有關(guān),難題主要包括襯底的位錯(cuò)密度、晶體的缺陷等,前者的位錯(cuò)問題一直是制約SiC器件性能的關(guān)鍵,后者涉及點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷,缺陷類型較多。據(jù)爍科晶體介紹,SiC單晶各個(gè)缺陷之間存在相互聯(lián)系、相互影響的關(guān)系,不過,目前SiC的缺陷密度已經(jīng)得到有效控制,但是仍存在下降的空間,因此需要產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步攻克。
現(xiàn)階段,主流的長晶法包括三種:PVT(物理氣相傳輸法)、LPE(液相外延技術(shù))、HTCVD(高溫化學(xué)氣相沉積法)。
PVT是目前唯一實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的方法,全球90%以上的襯底廠商采用PVT法,但該方法生長的SiC襯底厚度有限,缺陷水平偏高,大尺寸制備技術(shù)尚不成熟。相比PVT,LPE、HTCVD在位錯(cuò)密度、純度、生長率、大尺寸生長上有明顯的優(yōu)勢,但這兩種方法目前仍不成熟。為解決相關(guān)問題,日本及中國研究者已經(jīng)開始展開LPE、HTCVD長晶法的相關(guān)研究,可望逐步取得突破。
切磨拋直接關(guān)系到襯底加工的效率和產(chǎn)品良率,其中,切片是SiC由晶錠轉(zhuǎn)化為晶片的第一道工序,決定了后道加工的整體良率,因此需要穩(wěn)定性、可靠性高的高精密切割設(shè)備。但由于SiC硬度大、脆性高等特點(diǎn),晶錠分割成為晶圓加工的歷史難題。目前,晶錠切割以砂漿多線切割和金剛線多線切割為主,兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),激光切割優(yōu)勢更明顯,逐漸成為切割硬度高、脆性大材料的首選技術(shù)。
就廠商的生產(chǎn)進(jìn)度和業(yè)務(wù)開拓來看,日本Disco是切磨拋設(shè)備領(lǐng)域的龍頭廠商,已形成半導(dǎo)體切磨拋裝備材料完善的產(chǎn)品布局,在全球晶圓減薄機(jī)市場的市占率超70%。其在2023年12月推出了新型SiC切割設(shè)備,支持切割8英寸SiC材料,可將SiC晶圓的切割速度提高10倍,首批產(chǎn)品已交付客戶。
中國廠商中,高測股份去年連續(xù)拿下8英寸SiC金剛線切片機(jī)的訂單;通用智能則交付了自主研發(fā)的8英寸SiC晶錠剝離產(chǎn)線;大族激光作為激光技術(shù)廠商的代表之一,已經(jīng)可以規(guī)?;a(chǎn)SiC激光切割設(shè)備······可見,8英寸切磨拋解決方案已經(jīng)開始產(chǎn)業(yè)化落地。
外延技術(shù)也是SiC器件質(zhì)量和良率的直接影響因素,目前主要廠商多采用CVD化學(xué)氣相沉積法,具體設(shè)備的運(yùn)行方式分為垂直式、水平式、行星式。
外延制備的難題主要在于波長均勻性和缺陷密度。目前,德國AIXTRON SE愛思強(qiáng)的行星式反應(yīng)系統(tǒng)能夠做到片內(nèi)高度外延一致性,并實(shí)現(xiàn)多片機(jī)的高產(chǎn)能優(yōu)勢,可滿足8英寸外延的生長。中國外延設(shè)備廠也在8英寸領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,例如,晶盛機(jī)電、納設(shè)智能、中電48所等均已成功研制出8英寸SiC外延爐。
總體而言,大尺寸高質(zhì)量襯底與外延技術(shù)存在較高的技術(shù)壁壘,目前仍有不少難點(diǎn)需要攻關(guān)。但就國際廠商和中國廠商的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度來看,產(chǎn)業(yè)化難題加速突破值得期待。(文:化合物半導(dǎo)體Jenny)
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]]>據(jù)悉,此次簽約項(xiàng)目總投資達(dá)21.2億元。啟動(dòng)儀式上,晶盛機(jī)電董事長曹建偉博士表示,本次項(xiàng)目啟動(dòng),是晶盛機(jī)電創(chuàng)新增長的重要方向。
資料顯示,晶盛機(jī)電于2006年創(chuàng)建,總部位于中國浙江,并于2012年在深交所上市。晶盛機(jī)電圍繞硅、藍(lán)寶石、碳化硅三大主要半導(dǎo)體材料開發(fā)一系列關(guān)鍵設(shè)備,并延伸至化合物襯底材料領(lǐng)域,為半導(dǎo)體、光伏行業(yè)提供高端裝備和高品質(zhì)服務(wù)。
圖片來源:拍信網(wǎng)正版圖庫
據(jù)晶盛機(jī)電介紹,公司自2017年開始碳化硅晶體生長設(shè)備和工藝研發(fā),相繼成功開發(fā)6英寸、8英寸碳化硅晶體和襯底片,是國內(nèi)為數(shù)不多能供應(yīng)8英寸襯底片的企業(yè)。目前,公司已建設(shè)了6-8英寸碳化硅晶體生長、切片、拋光中試線,6英寸襯底片已通過多家下游企業(yè)驗(yàn)證,正處于快速上量階段,8英寸襯底片處于小批量試制階段。
碳化硅作為第三代半導(dǎo)體代表材料之一,因其優(yōu)秀的物理特性,適用于新能源汽車、光伏儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、5G通訊、特高壓等應(yīng)用場景,近年來相關(guān)需求持續(xù)走高,但由于成本問題,碳化硅的大規(guī)模商用化仍受阻礙。從成本結(jié)構(gòu)來看,在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈中,襯底材料成本占據(jù)整體成本大概40%,成為降本關(guān)鍵環(huán)節(jié),而大尺寸襯底因具有更高的有效利用率,幫助降低成本,近年來備受各大業(yè)內(nèi)知名企業(yè)的重視。
例如,全球第三大硅晶圓制造商環(huán)球晶計(jì)劃到2025年開始大規(guī)模生產(chǎn)先進(jìn)類型的芯片襯底,以滿足汽車行業(yè)對(duì)功率半導(dǎo)體不斷增長的需求。環(huán)球晶董事長兼CEO徐秀蘭近日表示,該公司將于明年開始8英寸碳化硅襯底的資格認(rèn)證和測試生產(chǎn),并于2025年開始大規(guī)模生產(chǎn)。
此外,天岳先進(jìn)近日在回答投資者提問時(shí)表示,自2022年以來,公司加快上海臨港新工廠產(chǎn)能建設(shè),逐步加大導(dǎo)電型襯底產(chǎn)能產(chǎn)量,并于今年5月開啟了產(chǎn)品交付,預(yù)計(jì)產(chǎn)能產(chǎn)量在2023年四季度仍將繼續(xù)提升。目前,第一階段30萬片產(chǎn)能有望提前達(dá)產(chǎn),第二階段96萬片產(chǎn)能規(guī)劃也已啟動(dòng)。
盡管目前導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品仍然以6英寸為主,8英寸尚未普及,但早在2022年初,天岳先進(jìn)就公布了自主擴(kuò)徑制備的高品質(zhì)8英寸襯底,目前公司已經(jīng)具備8英寸產(chǎn)品量產(chǎn)能力。
值得一提的是,在2023年Semicon論壇上,天岳先進(jìn)CTO高超博士稱,公司通過液相法制備出了低缺陷密度的8英寸晶體。(文:集邦化合物半導(dǎo)體Zac整理)
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]]>截至目前,已有超10家國產(chǎn)企業(yè)研發(fā)出8英寸SiC襯底,并在此基礎(chǔ)上加快產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程,包括爍科晶體、晶盛機(jī)電、天岳先進(jìn)、南砂晶圓、同光股份、中科院物理所、山東大學(xué)、天科合達(dá)、科友半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、湖南三安半導(dǎo)體等。其中,科友半導(dǎo)體今年以來在該領(lǐng)域進(jìn)展較快,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)首批自研8英寸SiC襯底的成功下線。
來源:科友半導(dǎo)體
據(jù)了解,科友半導(dǎo)體于2022年10月在6英寸SiC晶體厚度上實(shí)現(xiàn)40mm的突破,后于12月份宣布,通過自主設(shè)計(jì)制造的電阻長晶爐產(chǎn)出直徑超過8英寸的SiC單晶,晶體表面光滑無缺陷,最大直徑超過204mm。
2023年4月,科友8英寸SiC中試線在正式貫通后,同步推進(jìn)晶體生長厚度、良率提升和襯底加工產(chǎn)線建設(shè),加快襯底加工設(shè)備調(diào)試與工藝參數(shù)優(yōu)化,并在SiC襯底加工良率和面型參數(shù)上不斷取得新進(jìn)展。
2023年5月,科友宣布自研出兩種不同加熱方式的PVT法晶體生長爐,完成了國產(chǎn)自主1至4代感應(yīng)爐和1至3代電阻爐的研發(fā),形成大尺寸低成本SiC產(chǎn)業(yè)化制備系列技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,科友半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了6英寸SiC單晶襯底的規(guī)模生產(chǎn)和批量供貨,8英寸SiC單晶襯底的小批量生產(chǎn)及供貨,自此開始向碳化硅晶體生長企業(yè)提供涵蓋設(shè)備、材料及技術(shù)服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈的解決方案。
2023年9月,科友首批自產(chǎn)8英寸SiC襯底于科友產(chǎn)學(xué)研聚集區(qū)襯底加工車間成功下線,這標(biāo)志著科友在8英寸SiC襯底加工,以及大尺寸襯底產(chǎn)業(yè)化方面邁出了堅(jiān)實(shí)一步。
除了加快大尺寸襯底制備技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)之外,科友目前也在積極推進(jìn)SiC擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的建設(shè)。目前,科友第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目一期已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),全部達(dá)產(chǎn)后可形成年產(chǎn)10萬片6英寸SiC襯底的生產(chǎn)能力;二期工程也已開工建設(shè),建成后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)導(dǎo)電型SiC襯底15萬片。按照發(fā)展規(guī)劃,未來兩年將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)20-30萬片SiC襯底的產(chǎn)能。(化合物半導(dǎo)體市場Jenny整理)
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