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碳化硅最為關(guān)鍵的技術(shù)，亟待突破

已有22501次閱讀2021-09-26標(biāo)簽:

第三代半導(dǎo)體發(fā)展如火如荼，在碳化硅的領(lǐng)域，已掌握基板技術(shù)的美日大廠已成三雄鼎立，國(guó)內(nèi)也豪擲巨資想要在半導(dǎo)體領(lǐng)域大翻身，中國(guó)臺(tái)灣在碳化硅各個(gè)制程都有所著墨和布局，尤其是在關(guān)鍵的長(zhǎng)晶領(lǐng)域，需要高度關(guān)注。

長(zhǎng)晶難度高，為關(guān)鍵瓶頸

 

目前全球碳化硅由美日廠商寡占，其中的關(guān)鍵因素之一為美日廠掌握基板料源，而基板的生產(chǎn)中，又以長(zhǎng)晶難度最高，以傳統(tǒng)的硅材來(lái)說(shuō)，通常費(fèi)時(shí)約3-4天即可以長(zhǎng)出約200-300cm的晶棒，但以目前碳化硅，可能要2個(gè)禮拜才能長(zhǎng)出不到10公分長(zhǎng)度，在產(chǎn)出上非常受限。

另外，除了慢之外，碳化硅的長(zhǎng)晶過(guò)程非常高溫，以傳統(tǒng)的硅可能溫度在1,500度，但碳化硅的溫度可能會(huì)高達(dá)2,500度，所以在長(zhǎng)晶的過(guò)程中難度更高，也無(wú)法即時(shí)觀察晶體的生長(zhǎng)狀況，需要控制的因素也更復(fù)雜，也有可能在2周的長(zhǎng)晶過(guò)程后，最后發(fā)現(xiàn)晶棒沒(méi)長(zhǎng)好而報(bào)銷，造成良率不佳。

因此，碳化硅困難在于要可達(dá)商品化，也就是良率跟產(chǎn)量都要有穩(wěn)定性，這樣下游才有穩(wěn)定的料源，否則仍難以大量采用。

長(zhǎng)晶進(jìn)度持續(xù)進(jìn)步

 

有關(guān)長(zhǎng)晶，中國(guó)臺(tái)灣有不少有在著墨長(zhǎng)晶制程者，包括硅晶圓大廠環(huán)球晶在長(zhǎng)晶的部分，目前是4吋為自己可長(zhǎng)晶，產(chǎn)品也有小量出貨，至于6吋產(chǎn)品，環(huán)球晶在2019年時(shí)跟美國(guó)長(zhǎng)晶大廠GTAT簽訂長(zhǎng)約購(gòu)料協(xié)議，跟GTAT買晶棒來(lái)切片/磨片/拋光成基板，未來(lái)公司也是以可以自己長(zhǎng)6吋晶棒為目標(biāo)，預(yù)計(jì)2022年上半年可再延伸到磊晶領(lǐng)域。

另一家以長(zhǎng)晶切入者為太極旗下子公司盛新材料，盛新也是主要以長(zhǎng)晶為主，但也可以切片、磨片以及拋光，擁有16臺(tái)長(zhǎng)晶爐，其中一臺(tái)就是和母公司廣運(yùn)共同研發(fā)成功的長(zhǎng)晶爐，未來(lái)也是朝自制為主，目前4吋基板已有小量產(chǎn)，驗(yàn)證已到一階段，客戶已有給了小量的訂單。

另外也以碳化硅長(zhǎng)晶和晶圓加工生產(chǎn)的中砂轉(zhuǎn)投資的穩(wěn)晟，目前已進(jìn)入上柜輔導(dǎo)的程序但仍未IPO，也是切入4-6吋的碳化矽晶體，同時(shí)目標(biāo)開(kāi)發(fā)大尺吋的碳化矽長(zhǎng)晶以及晶圓加工技術(shù)。

國(guó)際大廠發(fā)展速度有加快，我們需加緊腳步

 

但另一方面，碳化硅美日領(lǐng)導(dǎo)廠商技術(shù)突破快速，主要廠商包括CREE、ROHM以及II-VI，雖然有助于碳化硅更快普及，但恐怕也讓后進(jìn)追兵更難趕上，再加上中國(guó)也砸下大錢投資，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也更火熱，環(huán)球晶董事長(zhǎng)徐秀蘭即表示，碳化硅快速成長(zhǎng)、技術(shù)也提升得很快，尤其8吋的進(jìn)度比預(yù)期快，本來(lái)她估計(jì)6吋占據(jù)市場(chǎng)主流約10年，但目前看來(lái)未來(lái)10年6吋仍重要，但8吋比預(yù)期更快約2年，尤其CREE做得最好最大、技術(shù)也提升得很快，拉高進(jìn)入障礙。

環(huán)球晶內(nèi)部也希望快點(diǎn)趕上進(jìn)度，所以一直進(jìn)行增產(chǎn)、送樣以及小量出貨，客戶也在等，所以目前雖然第三代半導(dǎo)體占總營(yíng)收不到1%，但規(guī)劃的資本支出已是公司最大的單位之一。

徐秀蘭認(rèn)為，臺(tái)灣在硅以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相當(dāng)強(qiáng)，現(xiàn)在在原本基礎(chǔ)上延伸至第三代半導(dǎo)體材料，客戶和分銷商重疊性高，臺(tái)灣目前也有很多研究單位在做化合物半導(dǎo)體，或者研究關(guān)鍵設(shè)備的開(kāi)發(fā)，今年雖還不夠成熟但明年會(huì)更好，若臺(tái)灣加快腳步，讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈完整化，將會(huì)非常有利。
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