碳化硅产业链分解
半导体产业的基石是芯片,制作芯片的核心材料按照历史进程分为:第一代半导体材料(大部分为目前广泛使用的高纯度硅),第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟),第三代化合物半导体材料以碳化硅和氮化镓为代表。羟基丙烯酸树脂
碳化硅是第三代半导体产业发展的重要基础材料,碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能,能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求。在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域具有明显优势。
因其优越的物理性能:高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率,有望成为未来最被广泛使用的制作半导体芯片的基础材料。
近年来新能源汽车驱动碳化硅行业高速成长,较传统的燃油汽车相比,新能源汽车半导体元器件功率更大,性能要求更高,用量几倍于传统燃油汽车。
根据现有技术方案,每辆新能源汽车使用的功率器件价值约700美元到1000美元。随着新能源汽车的发展,对功率器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的增长点。使用碳化硅衬底材料,为新能源汽车节省大量成本。
▌碳化硅产业链
半导体芯片分为集成电路和分立器件,但不论是集成电路还是分立器件,其基本结构都可划分为“衬底-外延-器件”结构。
碳化硅产业链也可分为三个环节:分别是上游衬底,中游外延片和下游器件制造。
▌碳化硅上游 -- 衬底
碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。
碳化硅晶片作为半导体衬底材料,长晶难度大,技术壁氨基硅油乳液垒高,毛利率可达50%左右。经过外延生长、器件制造等环节,可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件。晶片尺寸越大,对应晶体的生长与加工技术难度越大。
衬底常用Lely法制造,国际主流采用6英寸晶圆,正向8英寸晶圆过渡;国内衬底以4英寸为主,主要用于10A以下小电流产品。
海外碳化硅单晶衬底企业主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等。
其中CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线。
2019年,碳化硅大厂Cree宣布将投资10亿美元扩大碳化硅产能,在美国总部北卡罗....
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