期間， “IFWS 2021：碳化硅功率器件與封裝應(yīng)用論壇“成功召開(kāi)。會(huì)議由蕪湖啟迪半導(dǎo)體有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所、北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司、德國(guó)愛(ài)思強(qiáng)股份有限公司協(xié)辦支持。

 

 

▲美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)教授、IEEE會(huì)士Anant AGARWAL 在線(xiàn)視頻報(bào)告

 

會(huì)上，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)教授、IEEE會(huì)士Anant AGARWAL通過(guò)在線(xiàn)云視頻分享了“碳化硅芯片會(huì)在 2025-2030 年被電動(dòng)汽車(chē)廣泛采用的可能性探討”主題報(bào)告。他介紹，早在2015 年，美國(guó)能源部就資助的 PowerAmerica 計(jì)劃在德克薩斯州拉伯克的 XFAB 開(kāi)始了美國(guó) SiC 代工廠(chǎng)模式的出現(xiàn)。通過(guò)這項(xiàng)工作，證明了在具有硅器件標(biāo)準(zhǔn)（最小尺寸為 0.35 微米）的其他過(guò)時(shí)硅代工廠(chǎng)中可以在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上制造碳化硅器件。此后，這已發(fā)展成為全球工程模型，從而使過(guò)時(shí)的硅代工廠(chǎng)免于關(guān)閉，并將其使用壽命延長(zhǎng) 10-15 年。

 

據(jù)了解，大約需要價(jià)值 1500 萬(wàn)美元的設(shè)備才能將 Si CMOS 代工廠(chǎng)線(xiàn)轉(zhuǎn)換為具有制造 600 V 至約 15 kV 功率 MOSFET 和肖特基二極管能力的 SiC 生產(chǎn)線(xiàn)。今天，在全球范圍內(nèi)，各種硅晶圓廠(chǎng)都在將 150 毫米線(xiàn)轉(zhuǎn)換為 SiC 線(xiàn)，許多傳統(tǒng)功率器件公司要么轉(zhuǎn)換自己的 Si 產(chǎn)線(xiàn)，要么使用其他代工服務(wù)。使用已經(jīng)建立的硅生產(chǎn)線(xiàn)的主要優(yōu)勢(shì)是經(jīng)濟(jì)、節(jié)省資本投資以及降低制造過(guò)程的成本。當(dāng)大批量 Si 和小批量 SiC 晶片可以共享同一條生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，除了加工設(shè)備中的少數(shù)例外情況時(shí)，尤其如此。

 

他表示，SiC 已成功應(yīng)用于電源和光伏轉(zhuǎn)換器行業(yè)，并迅速進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。碳化硅更高的結(jié)溫（硅 IGBT 中為 125°C，而碳化硅 MOSFET 中為 175°C）可用于增加功率密度以及減少車(chē)輛熱管理系統(tǒng)。與類(lèi)似的 Si 系統(tǒng)相比，更高的電流能力可以為上坡駕駛、加速或轉(zhuǎn)子鎖定條件產(chǎn)生更高的電機(jī)扭矩。這些都是引人注目的優(yōu)勢(shì)，將推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)采用 SiC 器件，在未來(lái)十年內(nèi)開(kāi)辟大約 160億美元的機(jī)會(huì)。

 

該市場(chǎng)將成為提高 SiC 制造量從而降低成本的關(guān)鍵。目前，碳化硅器件的成本主要是碳化硅襯底和外延，主要是因?yàn)樵谶@些領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有限，只有極少數(shù)組織。隨著新參與者被高需求和潛在商業(yè)案例吸引進(jìn)入市場(chǎng)，這些成本將大幅下降。未來(lái)5年，隨著 200 mm SiC 的出現(xiàn)，SiC 成本將接近每安培 Si 成本的30%。這假設(shè)與相同尺寸的 Si 晶片相比，每個(gè) SiC 晶片的襯底和外延價(jià)格有非常溫和的降低，以及越來(lái)越高的總電流能力。

 

如果 SiC 技術(shù)中能把 柵極氧化物中的缺陷密度， 閾值電壓偏移，閾值電壓變化，表面流動(dòng)性差， 短路耐受時(shí)間差和體二極管的可靠性等緊迫問(wèn)題得到緊急解決，上述所有預(yù)測(cè)都可以實(shí)現(xiàn)。

 

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解！）