中國粉體網(wǎng)訊 當(dāng)下，碳化硅（SiC）是一種極具發(fā)展前景的半導(dǎo)體材料，它主要應(yīng)用于功率器件和系統(tǒng)當(dāng)中，比如電動汽車等，同時，它也可以用于5G基站中的功率放大器。在一些超高壓設(shè)備里面，碳化硅能夠帶來非常高的效能和效率。
目前來看，碳化硅材料在市場中的需求量越來越大，一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，而供應(yīng)量也是市場面臨的主要挑戰(zhàn)，另外就是良率和成本方面的挑戰(zhàn)。
與傳統(tǒng)的硅材料相比，碳化硅的優(yōu)勢非常明顯。碳化硅能夠提供更高的功率密度，這樣，使用效率會更高，因而，設(shè)備的尺寸或者體積會更小，相應(yīng)的電池的體積也會更小。比如說使用碳化硅材料的逆變器模塊，和使用硅材料的相比，整個電池的效能提高了10%，與此同時，也可以將電池的體積縮小30%。因此，碳化硅能為各類應(yīng)用帶來巨大的價值。
在射頻應(yīng)用方面，碳化硅也有明顯優(yōu)勢，特別是可以提供更好的散熱，這點在5G基站里面是非常重要的。
亟待解決的問題
然而，由于處于發(fā)展的初級階段，碳化硅技術(shù)并未成熟，還有很多問題需要解決。對此，法國Soitec公司全球戰(zhàn)略執(zhí)行副總裁Thomas Piliszczuk認為，目前，碳化硅材料面臨著以下四個主要問題：一、碳化硅材料市場的供應(yīng)問題，供不應(yīng)求的狀況越來越突出；二、晶圓的良率；三、電氣性能或者產(chǎn)品的表現(xiàn)，目前來看，產(chǎn)品表現(xiàn)還可以，但是大家都希望整個產(chǎn)品性能能夠更好；四、碳化硅晶圓的成本問題。
Soitec與應(yīng)用材料合作
為了解決以上提到的問題，近期，Soitec宣布與應(yīng)用材料公司啟動聯(lián)合項目，展開對新一代碳化硅襯底的研發(fā)，以滿足市場，特別是大客戶的需求。
作為一家一直專注于SOI材料研發(fā)和生產(chǎn)的公司，Soitec的SOI在RF領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用，特別是在5G時代，智能手機對于RF前端芯片和器件的需求量非常大。從4G到5G的轉(zhuǎn)型過程當(dāng)中，智能手機對于RF-SOI的需求，根據(jù)手機設(shè)備不同可增長20%至90%。而在FD-SOI方面，它能夠在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣側(cè)提供非常好的運算能力和互聯(lián)互通性，目前，有一些公司，如NXP、Lattice、還有中國的福州瑞芯微電子（RockChip）已經(jīng)開始出貨FD-SOI邊緣計算芯片了。
此外，碳化硅是Soitec重點拓展的新半導(dǎo)體材料，此次與應(yīng)用材料合作，就是為了在碳化硅方面實現(xiàn)突破。
希望解決的問題
Thomas Piliszczuk表示，Soitec希望解決碳化硅所有的問題。第一，希望能夠提高碳化硅產(chǎn)品在市場的供應(yīng)量；第二，希望能夠提高產(chǎn)品良率；第三，希望能夠提高產(chǎn)品的電氣性能；第四，希望能夠降低成本。但是，就目前階段來說，Soitec的主要目標(biāo)是希望能夠首先解決供應(yīng)量的問題，另外一個是產(chǎn)品的電氣性能問題。關(guān)于成本問題，并不是目前所面臨的主要挑戰(zhàn)。
在生產(chǎn)碳化硅晶圓方面，Soitec采用的是其核心技術(shù)Smart CutTM，Thomas Piliszczuk介紹說：“我們使用Smart CutTM技術(shù)將碳化硅晶棒進行精準(zhǔn)切割，切割成超薄單晶碳化硅層，再將切割后的超薄單晶碳化硅層放置在其他的材料之上，就形成了一個全新的結(jié)構(gòu)，這與我們純的碳化硅材料相比，可以帶來同樣或更好的電氣性能。這樣，我們可以增加良率并提高性能�！�
其實，這套技術(shù)在SiC上的應(yīng)用，Soitec很早之前就已經(jīng)有所嘗試了。Smart CutTM是Soitec的一個成熟且使用多年的技術(shù)解決方案。Thomas Piliszczuk表示，我們眼前的主要任務(wù)是將這項技術(shù)進行推廣和量產(chǎn)，我們與應(yīng)用材料進行合作，也說明了這一決心。
Soitec希望通過與應(yīng)用材料的合作，預(yù)計在2020上半年結(jié)束的時候，也就是從現(xiàn)在起的未來六個月的時間，給客戶送樣品；如果客戶滿意，符合他們的要求，希望在2021上半年實現(xiàn)量產(chǎn)。
合作展望
據(jù)Thomas Piliszczuk介紹，應(yīng)用材料是Soitec非常緊密的設(shè)備供應(yīng)商合作伙伴，在過去的幾十年當(dāng)中一直保持著非常密切的合作關(guān)系，有過很多設(shè)備和產(chǎn)品的合作項目。此次，Soitec將過去的合作進行了升級，這次合作是兩家公司攜手一起去實現(xiàn)技術(shù)的突破和產(chǎn)品的升級。
Thomas Piliszczuk表示：“目前，碳化硅的市場機遇對于我們非常重要，也非常難得，市場需求很大，同時對碳化硅材料的要求又很有挑戰(zhàn)性。從Soitec的角度來說，我們希望能夠抓住這次機會，也希望能夠在潮流當(dāng)中與我們的伙伴攜手去更好地抓住此次機遇。在這個項目的合作過程當(dāng)中，Soitec所提供的是材料方面的領(lǐng)導(dǎo)力，提供了我們的經(jīng)驗，還有我們專家的力量，以及Smart CutTM技術(shù)。對應(yīng)用材料公司來說，他們提供設(shè)備和一些專業(yè)知識，同時還包含流程的整合和流程的優(yōu)化等。我們希望兩家公司能夠攜手共同推進碳化硅材料的升級和發(fā)展，能夠讓我們更快、更穩(wěn)地抓住市場上的關(guān)鍵客戶�！�
發(fā)展前景
目前來看，碳化硅對于汽車廠商的吸引力很大，對汽車制造商來說，包括一些OEM公司，他們對于碳化硅的襯底正在進行大膽的嘗試，包含特斯拉，它是第一個采用碳化硅的電動汽車制造商。此外，還有大眾，以及中國的比亞迪，他們在未來的碳化硅使用上有著非常宏大、長遠的計劃和路線圖。
另外，在5G推廣之后，在RF方面，碳化硅將會有非常廣泛的應(yīng)用，其中一個代表性的企業(yè)就是華為海思，它也是Soitec在中國的一個大客戶，華為海思使用了很多以碳化硅為材料的芯片元器件。Thomas Piliszczuk表示：“對于碳化硅晶圓來說，主流的是6英寸的。在未來市場規(guī)模方面，Soitec預(yù)測到2024年，全球總體有效市場（TAM）對于碳化硅晶圓的需求將會達到每年400萬~500萬片，當(dāng)然這個數(shù)值還會根據(jù)不同的企業(yè)或者不同的工廠有所差別，但總體需求是非常樂觀的。”
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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