共14家!8英寸碳化硅衬底企业进度一览

2023-02-10

随着电动汽车普及速度的加快与汽车电气系统向更高电压平台迁移的趋势愈发明显,市场对于碳化硅器件的依赖日益增强,这一动向正深刻影响着行业格局。

在这一背景下,碳化硅衬底作为成本极高的核心环节,其技术水平要求和生产难度居高不下。然而,现有产能却未能有效满足持续增长的需求,这无疑加剧了供需矛盾,推动了业界对SiC衬底技术革新的迫切需求与重要性。

因此,在当前的市场环境下,加快碳化硅衬底的技术创新及产能扩充成为亟待解决的关键问题,旨在为日益增长的电动汽车应用提供更高质量、更高效率的产品支持。通过提升研发能力、优化生产流程以及加强国际合作等多方面努力,有望在不久的将来缓解供需压力,并加速推动整个行业的可持续发展进程。

通过不断扩大SiC衬底的尺寸规模,不仅能够显著提升产能的供应能力,还能在本质上实现对SiC器件平均成本的有效削减。当前,全球行业巨头们正激烈角逐于8英寸衬底材料的技术前沿,力求在这个关键领域占据领先地位。

在竞争格局中,对SiC衬底企业的角逐并非局限于产能的竞争,更深层次地体现在尺寸优势的争夺上。目前,全球范围内,国际领袖企业已经将8英寸碳化硅衬底的大规模生产纳入战略规划,这一领域中的先行者角色显得尤为关键。

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Wolfspeed无愧于行业领航者的地位,在技术创新与产能扩张方面始终站在最前沿。早在2015年,便已展示了其卓越的8英寸碳化硅衬底技术,并在2019年成功实现了首批8英寸样品的制备,引领了行业风向标。进入2022年4月,Wolfspeed更是迈出了关键一步——启用全球首个专注于8英寸碳化硅晶圆制造的工厂,进一步巩固了其领先地位。紧随其后,在2023年2月,Wolfspeed宣布了在德国萨尔州建设全新8英寸碳化硅工厂的战略决策,计划中的新厂预计将于上半年启动运营,持续推动着全球碳化硅产能的提升和技术创新的步伐。

在2015年7月的展会上,Coherent公司展示了其先进的8英寸导电型SiC衬底技术,并于2019年进一步扩展了产品线,推出半绝缘8英寸SiC衬底。随着行业需求的增长与市场预期的提升,该公司在2022年3月宣布了一项雄心勃勃的战略举措,在美国伊斯顿地区建设一座规模接近30万平方英尺的大型工厂,旨在显著扩大其6英寸和8英寸SiC衬底及外延芯片的生产能力。

在2009年的战略收购中,罗姆公司整合了德国SiC衬底与外延片领域的领导者SiCrystal的核心技术与资源;此后的2015年,罗姆在全球科技舞台上展出了其突破性成就——8英寸SiC衬底的问世。现今,在PowerUP Expo 2022盛会上,罗姆半导体美国总裁Jay Barrus宣布,企业将迈出全新的步伐,于次年即2023年开始全面量产先进的8英寸SiC衬底产品。

英飞凌公司在2020年九月份正式宣告,其先进的八英寸SiC晶圆生产线已全面竣工。根据规划,该公司预计将于2023年左右启动8英寸衬底的大规模生产,到2025年则将实现对八英寸碳化硅器件的量产。

在二零二二年的五月,Soitec公司正式推出了其首枚八英寸的碳化硅SmartSiC晶片,此举标志着半导体技术领域的一个重要里程碑。紧随其后,在同年三月,该公司启动了一项雄心勃勃的新晶圆厂建设计划,旨在专为生产六英寸及八英寸的SmartSiC晶片而设,预计在二零二三年下半年完成建设和开始运营,这将极大地增强其在全球半导体市场中的竞争力与影响力。

在二零一九年,意法半导体通过并购Norste公司,并将其重命名为意法半导体碳化硅部门,从而显著拓展了其在高性能材料领域的版图与影响力。进入二零二一年七月,这一国际科技巨头宣告其位于瑞典北雪平的先进工厂成功产出首批八英寸SiC晶圆片,这是其在碳化硅领域技术创新进程中的重要里程碑。当前,意法半导体正全速推进其从六英寸向更先进的八英寸碳化硅晶圆生产线的升级转型工作,旨在于二零二三年实现八英寸碳化硅晶圆的大规模量产,这一行动将助力其进一步巩固在高科技材料制造领域的领先地位。

通过于2021年第三季度完成对衬底供应商GTAT的收购,安森美成功构建了从碳化硅晶体锭、衬底制造、器件生产直至模块封装的全面整合体系。产能方面,自2022年8月在新罕布什尔州哈德逊市落成SiC工厂以来,公司实现了产能的大幅跃升,预计相较于前一年度,碳化硅产能将增长五倍;紧接着于9月,位于捷克共和国罗兹诺夫的新增碳化硅工厂正式启用。在未来两年内,安森美计划显著提升其碳化硅晶圆生产能力,预期将之扩充至当前水平的16倍,从而在晶圆及SiC EPI制造领域实现了更为广泛的布局与扩展。

当前,唯独Wolfspeed已成功实现了八英寸碳化硅材料的大规模生产与供应;相比之下,全球众多领先的科技企业则普遍计划于二零二三年前后才步入八英寸碳化硅基片的量产阶段。

随着SiC器件国际供应商的格局演变,衬底版图逐渐得到充实与完善,这一进程见证了行业巨头间的战略联盟和资本运作。其中,意法半导体通过购并Norstel、罗姆整合了SiCrystal,而安森美则将GTAT纳入麾下,一系列的动作彰显了市场对于SiC衬底资源的高度重视及其在竞争中的关键地位。

这一系列的整合与扩张行动,不仅凸显出SiC衬底作为核心技术载体的价值所在,同时也预示着产业链垂直一体化趋势的加深。这些举措旨在强化供应商的综合竞争力,加速技术迭代和成本优化的步伐,从而为行业的发展注入了强劲动力。在这个充满变革的时代背景下,SiC器件市场正经历一场深刻的重塑与升级,其对半导体产业格局的影响深远且持续发酵。

简而言之,国际供应商通过一系列的战略布局,不仅补强了自己的衬底资源,同时也推动了产业链的整体优化和整合,这一过程不仅是技术进步的直接体现,更是行业生态重构的关键节点。

在国内的碳化硅产业发展历程中,相较于国际先进水平而言,我们确实面临着一定的时间落差与技术差距,这使得我们在碳化硅衬底尺寸方面处于一个“追赶”状态。这一时期的角色定义,既揭示了当前挑战的紧迫性,也暗含着通过持续努力和创新实现超越的决心。

在二零二二年,中国在碳化硅衬底研发领域似乎开启了加速模式,众多企业在这项技术的维度上取得了显著突破。

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在2020年十月的时点上,烁科晶体业已全面掌握了针对4至6英寸晶圆衬底材料的切割、磨削与精抛工艺技术;而到了2022年初,则已成功研发出8英寸的衬底片,并实现了8英寸N型碳化硅精抛片的小规模量产。

于二零二零年起,天科合达正式启动了对八英寸导电型SiC单晶衬底的研发项目,并在技术层面上取得了突破性进展,成功克服了八英寸晶体扩径生长与芯片加工等关键技术难题。至二零二二年十一月,该企业已正式发布其自主研发的八英寸导电型SiC单晶衬底产品。

展望未来,天科合达正积极规划在二零二三年实现八英寸衬底产品的初期商业化生产。这一系列研发与生产的里程碑性事件,不仅标志着公司在碳化硅材料领域的技术实力得到了显著提升,也为全球半导体行业带来了更高效、更具竞争力的解决方案。

科友半导体于二零二二年十月,在六英寸碳化硅晶体厚度领域取得了四十毫米的重大突破,并在十二月进一步宣布,凭借其自主设计与制造的精密电阻长晶炉,成功产出直径跨越八英寸的大尺寸碳化硅单晶体。这些单晶体不仅表面光滑无瑕,且最大直径超过了二百零四毫米,彰显了其卓越的技术实力和创新成果。

作为一位专注于技术创新与自主研发的行业先锋,天岳先进以籽晶为起点,在粉料合成、热场设计、工艺固化、过程控制及加工检测等全链条环节实现技术自主可控,全面提升了产品的核心竞争力和市场影响力。

在2020年,公司启动了对8英寸碳化硅衬底的研发征程,并于ICSCRM 2022的舞台上,自豪地宣布研发成功了这一关键节点的突破。尽管目前8英寸产品尚未实现大规模量产的目标,但其项目的研发进程展现出积极且稳健的态势。

这段描述在保持原意不变的同时,通过对表述进行优化与改写,使其更显简洁、流畅和庄重,以更好地呈现天岳先进在碳化硅领域的发展成就与技术实力。

在2022年八月,晶盛机电宣告其首颗N型SiC晶体的成功产出,这是行业的一次重大突破。紧接着,在二零二三年二月四日的精彩展示中,公司不仅完成了从6英寸到8英寸的扩径和质量优化升级,还成功开发了适用于8英寸抛光片的技术。这一创新使得8英寸芯片在性能指标上与6英寸芯片保持一致,并宣布计划于本季度内启动小规模生产,标志着晶盛机电在SiC领域迈出了坚实的一步。

在2021年十月,中国科学院物理研究所于自主研发的衬底之上,取得了突破性进展,首次成功培育出了直径达八英寸的SiC晶体。时间流转至2022年五月份,科研团队通过精心优化生长技术流程,不仅成功克服了多型相变这一技术瓶颈,更进一步提升了晶体结晶品质。他们最终实现了单一4H晶型的8英寸SiC晶体生长,其晶片厚度达到了令人瞩目的19.6毫米之巨,随后加工出了厚度约为2毫米的优质8英寸SiC芯片。

在二零二二年九月,山东大学对外宣布了一个重大的科研进展,即徐现刚教授领导的研究团队在八英寸导电型碳化硅单晶衬底制备技术上取得了突破性的成果。这一成就彰显了学术与产业的深度合作,团队携手南砂晶圆半导体公司,以物理气相传输法为技术支持,成功扩大直径至八英寸,并制成厚度达五百二十微米的四维结构导电型碳化硅单晶衬底。此举不仅标志着在碳化硅材料领域的重要里程碑,也预示着未来电子器件、半导体产业的创新与升级潜力。

碳化硅产业集资金、人才及技术创新之大成,以其卓越的能效特性,在多个关键领域展现出广泛的应用前景。特别是在电动汽车、光伏、轨道交通、智能电网以及家电等行业,碳化硅凭借其优势被广泛应用和高度认可。

以电动车市场为例,随着越来越多汽车制造商将SiC技术整合至电驱系统之中,预计到2026年,用于车用的SiC功率元件市场规模预计将显著提升至39.4亿美元。这一趋势不仅反映着行业对技术创新的迫切需求,也标志着碳化硅材料在推动可持续交通解决方案方面的重要贡献。

在政策的引导与支持下,各类企业与研究机构不畏挑战,悉心投入于碳化硅技术的创新与探索之中,彰显了其在这一新兴领域内奋发图强的决心与能力。

观察到,在全球范围内,特别是在2023年前后的时间轴上,国际企业与中国的产业领导者如烁科晶体、天科合达及晶盛机电等均聚焦于推动8英寸碳化硅衬底的商业化生产进程。这一现象展现了在全球半导体材料领域中,东西方企业在关键技术节点上的同步进展和激烈竞争态势。

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于叙述之中,小批量与大规模生产之间的差异,如同星辰与宇宙之别,不仅在于数量的膨胀,更在于质量的精炼与成本的优化。在碳化硅衬底领域,4英寸至6英寸的时代已显出时间差,这一差距犹如历史长河中的里程碑。

国际舞台上,对于4英寸碳化硅衬底的大规模生产,其开始之日早于国内,犹如夜空中最早点亮的一盏明灯,照亮了长达10余年的技术探索之路。而对于更为先进的6英寸阶段,则仿佛是在此之前,那光与影之间的交错,大约领先了7年,为创新者提供了宝贵的洞察与先驱经验。

在这场科技的赛跑中,每个时间节点都承载着历史的重量和未来的愿景。每一步迈进,不仅是一次技术上的飞跃,更是对可能性边界的不懈探索。在如此对比之下,我们可以清晰地感受到时间、资源分配以及国际间合作所带来的显著差异,这不仅是差距的展现,也是机遇与挑战并存的时代叙事。

以此为鉴,我们得以窥见科技发展中的多元路径和复杂性,同时也激发了对于持续创新和国际合作的深刻思考。在追求卓越的路上,每一步都至关重要,而历史的经验为我们提供了宝贵的指南针。

随着时代的发展,技术进步的步伐日益加速,我们观察到从四英寸芯片向六英寸的跃迁中,代际之间的差异呈现出显著的收敛趋势。然而,在八英寸工艺领域,尽管存在一定的分化,中国的创新步伐却在迅速加快,逐步缩小与领先者之间的差距。可以预见的是,未来的碳化硅产业版图中,中国将占据不可或缺的一席之地。

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