國內(nèi)碳化硅行業(yè)的現(xiàn)狀

發(fā)布時間：2022-03-17作者來源：薩科微瀏覽：2058

一個碳化硅芯片業(yè)余愛好者的學習筆記。文獻整理，業(yè)界新聞，偶有所得，天馬行空。本公眾號屬于個人學習筆記，僅為個人業(yè)余興趣愛好，不涉及任何商業(yè)目的。文中如果有引用不規(guī)范的地方敬請見諒。有人的愛好是養(yǎng)花養(yǎng)草唱歌釣魚，也有人喜歡寫Twiter博客抖音，我最近幾年，喜歡周末偶爾讀點書刷刷paper，看看前沿方向材料和器件技術(shù)發(fā)展。

做點有趣的事，做個有趣的靈魂。

這是個容易挨罵的話題，但對于我這種沒有任何利益相關(guān)，又一貫喜歡胡說八道的風格來說，瞎聊聊湊個數(shù)也就無所謂。這關(guān)鍵還是給我們小圈子幾個人自己看的，提前寫好了防止我自己到臨頭忘記幾個關(guān)鍵點了。

熱度：和當年LED差不多，但技術(shù)壁壘，比LED高幾個量級；

一句話總結(jié)行業(yè)國內(nèi)主流技術(shù)方向的各個環(huán)節(jié)：

1. 硅粉碳粉：不是問題

太陽能行業(yè)還是做了不少好事，現(xiàn)在國內(nèi)9N的硅粉也不是啥大問題；

2. 碳化硅粉：5N湊合，6N有問題；檢測體系不完善，大規(guī)模供應這些近兩千臺爐子，年產(chǎn)幾百萬片的幾十個襯底項目，真把爐子都開起來，粉料奇缺！低于$100/kg的高質(zhì)量6N碳化硅粉料源，低成本技術(shù)方案，奇缺！

3. 碳化硅長晶/晶圓 - 4H導電，奇缺

能上車的晶圓質(zhì)量，及產(chǎn)量，成本… 這個沒辦法，國內(nèi)真正在長晶的，長了二十多年，基本也到了一個瓶頸，也就是技術(shù)和燒錢迭代的瓶頸，6寸晶圓的缺陷密度/良率，需要再降低一兩個數(shù)量級，這個需要的時間預計是，5-10年，讓一個企業(yè)集中所有國內(nèi)能長晶的教授級高工，集中精力好好迭代往各個改善方向同時燒個幾百爐子，加快迭代進度！關(guān)鍵是，現(xiàn)在這個爐耗產(chǎn)出比，它不賺錢有點憂郁?。?

那些個玩資本講故事的，不應該算在這個產(chǎn)業(yè)。算在房地產(chǎn)行業(yè)更合適！

4. 碳化硅外延片

5-20um，N型外延，不是問題；

襯底片不好，不夠，才是問題！

5. 碳化硅器件- MPS/JBS二極管

二極管 - 650/1200V 20A及以下，良率不是問題，成本性價比，湊合；能穩(wěn)定批量量產(chǎn)的，北京/無錫/上海/廈門那四家廠都沒啥大問題，[敏感詞]有問題的是好的能上車的襯底片來源；

但1700V及以上的二極管，良率和批次穩(wěn)定性及綜合成本，依然不太樂觀；我是看過其中幾家的實際數(shù)據(jù)的，關(guān)鍵是有時候還分析不清楚良率不好不穩(wěn)定的原因。不全在襯底和外延片質(zhì)量，數(shù)據(jù)對不上！

50A及以上的二極管，良率不好；但這有一多半是片子的問題；

6. 碳化硅MOSFET器件- 平面結(jié)構(gòu)

3 - 10mOhm， 20A及以下，有一家真的是有四寸的批量，成本性價比和良率/可靠性，有待改善，暫時還不敢有企業(yè)裝上車，做個充電樁充充電，可以有；

無錫/上海/廈門那幾家廠都在開發(fā)和樣品階段，沒什么批量數(shù)據(jù)；

一句話總結(jié)：平面MOSFET，能良率穩(wěn)定大批量量產(chǎn)上車的，沒有！

3mOhm 50A以上，批量穩(wěn)定良率超過40%，沒有！

7. 碳化硅MOSFET器件- 溝槽結(jié)構(gòu)

—— 五年計劃開發(fā)中-ing…

完全自主專利結(jié)構(gòu)產(chǎn)品 — 沒有！

國外MOSFET器件情況：

1. CREE- 只做平面，沒有溝槽；但CREE平面結(jié)構(gòu)性能暫時兩三年還不差于溝槽；

2. 日本Rohm - 雙溝槽批量發(fā)貨；專利有點小問題在打官司；可靠性之前雙向OBC有點小糾紛；

3. ST - 650V 50A特供特斯拉毛豆3，大概一千多臺，車剛跑了一年多；

4. Infenion - 半包溝槽；

良率未知，但這個結(jié)構(gòu)[敏感詞]的優(yōu)勢就是在溝槽里比較結(jié)實點；但將來如果8寸有了好光刻機，進一步縮減Pitch有點小困難；

一句話總結(jié)：國外碳化硅MOSFET器件主要量產(chǎn)發(fā)貨是溝槽，已經(jīng)上車了，量能逐步放大；但聽說的是，普遍6寸片MOS良率，不到65%，加上可靠性篩選良率，也不太樂觀！但相比國內(nèi)，至少五年差距！

IP布局方面，將來會不會形成硅IGBT時代類似的專利壁壘，不太好說！

個人看法總結(jié)：

1. 長晶和襯底晶圓是“卡脖子”核心技術(shù)，是整個產(chǎn)業(yè)鏈的共性技術(shù)。單個市場化運營的企業(yè)燒錢迭代有點困難，企業(yè)有盈利模式壓力，投資人需要盈利能力報表好看快速套現(xiàn)，完全期望企業(yè)高投入高風險燒錢改進迭代，動力不大；

—— 需要有一個類似德國Fraunhofer研究所，或者歐洲IMEC類似的國家戰(zhàn)略投入的非盈利研究機構(gòu)，來長期投入，解決這種共性技術(shù)問題！

2. 前沿器件新結(jié)構(gòu)研發(fā)

—不能再重復硅IGBT的故事，溝槽結(jié)構(gòu)，超結(jié)結(jié)構(gòu)，需要提前布局研發(fā)；各種靠譜不靠譜的可能結(jié)構(gòu)繁多，單靠企業(yè)投入研發(fā)成本高昂，需要能實際團結(jié)一致的類似日本AIST的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研究機構(gòu)去投入，或者類似美國Power American的國家實驗室聯(lián)盟機構(gòu)，非盈利模式的研究開發(fā)共有IP和技術(shù)授權(quán)；