电子发烧友网报道(文/梁浩斌)“碳化硅行业得衬底者得天下”,衬底作为SiC产业链中成本占比最大的部分,自然是各家必争之地。在下游需求带动下,SiC衬底正在从6英寸开始向8英寸推进,更大的衬底尺寸,意味着单片SiC晶圆能够制造出的芯片数量更多,晶圆边缘浪费减少,单芯片成本降低。
由于国内相关产业起步较晚,从以往SiC衬底量产节点来看,国际上4英寸SiC衬底量产时间比国内早10年左右,而6英寸拉近了差距,量产时间差大约在7年左右。不过随着产学研结合的模式铺开,以及相关产业的投资热潮,带动国内SiC衬底加速追赶国际领先水平。
最近天科合达在徐州发布了8英寸导电型SiC衬底,并公布了关键实测数据,表示多项指标均处于行业内领先水平。至于量产时间,公司透露8英寸的小规模量产时间定在2023年。
那么到底天科合达的衬底水平如何?官方的数据中,这次发布的8英寸SiC衬底EPD(蚀坑密度)小于4000/cm2、TSD(螺旋位错)能达到100/cm2以下、BPD(基面位错)达到200/cm2以下。
Wolfspeed在2021年曾分享过其当时8英寸SiC衬底的位错图,显示TSD和BPD分别为289/cm2和684/cm2,单从这两项数据上,确实天科合达的8英寸衬底已经超过Wolfspeed去年公布的数据。据了解,天科合达8英寸产品是基于6英寸MOS级的衬底进行研发,预计公司2025年底6英寸有效年产能可以达到55万片,同时6到8英寸可以根据实际需求进行快速产能切换。
不过目前天科合达公布的产品指标,显然距离大规模量产还有一段距离,最终的量产产品如何最快都要明年小规模量产,送样下游外延或器件厂商后才能做出判断。现阶段从下游厂商对6英寸SiC衬底产品的反馈来看,国内供应商产品的缺陷、良率相比海外龙头还有一定距离。
海外进度方面,SiC龙头Cree(Wolfspeed)早在2015年就宣布成功研发出8英寸SiC衬底,直至2019年完成了首批样品的制备。到了今年4月,Wolfspeed正式启用了其位于美国纽约州的莫霍克谷工厂,这也是全球第一个8英寸SiC晶圆厂;9月,公司宣布工厂已建造完成,所有设备已就位,预计年底之前向客户发货,并在2024年达产。
除了Wolfspeed之外,ST、罗姆也早已实现8英寸SiC衬底小规模试产。或许是受到需求的推动,此前ST、罗姆都规划在2024年开始大规模量产,但目前量产节点都被提前到了2023年。
其实国内8英寸SiC也有多家企业在进行研发,国内最早在2020年10月,烁科晶体就宣布成功研发8英寸SiC衬底,并在今年年初宣布实现8英寸N型SiC抛光片的小批量生产。今年8月,晶盛机电也宣布首颗8英寸N型SiC晶体成功出炉;9月,在ICSCRM国际碳化硅及相关材料论坛上,天岳先进分享了公司8英寸SiC衬底的最新研发情况,已自主扩径实现8英寸产品研发成功。
按照目前国内相关企业在8英寸SiC衬底上的进度,显然再一次拉近了在SiC衬底上与国际领先水平的距离。相较于6英寸衬底量产的7年时间差,如果进度理想的话,8英寸SiC衬底量产时间与海外龙头的差距可能会缩短至3年。
原文标题:国产8英寸SiC衬底捷报频出,与海外龙头差距还有多大?
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