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【行业动态】碳化硅晶圆即将成为半导体核心材料?

2023-07-25 23:03 浏览:20

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随着进入二十二世纪以来，在提高能源效率与降低能源消耗已经成为全球范围内一个非常关键的问题。在碳化硅晶圆成为第三代半导体高压领域理想材料，而第一代半导体以硅为主要材质。那么碳化硅基板功率器件结构设计和制造工艺逐步完善，其中碳化硅基板在半导体已经开始在多个工艺领域得到了广泛应用。

如今砷化镓、磷化铟等作为第二代化半导体因其高频性能效好主要是用于射频领域，碳化硅、和氮化镓等作为第三代半导体因禁带宽度和击穿电压高的特性。以碳化硅为材料的功率模块具备低开关损耗、高环境温度耐受性和高开关频率的特点，因此采用碳化硅材料的新一代电控效率更高、体积更小并且重量更低。

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今年半导体硅晶圆市场规模预计为134.2亿美元，预计到2028年将达到161.9亿美元，在预测期内（2023-2028年）复合年增长率为3.82%。随着半导体成为所有现代技术的基石，该领域的创新和进步直接影响所有下游技术。半导体硅晶圆仍然是许多微电子器件的核心部件，是电子工业的基石。随着数字化和电子移动性成为技术领域的当前趋势，这些产品正在许多设备中找到应用。此外，对小型设备的需求增加了对单个设备提供更多功能的需求。这意味着 IC 芯片现在应该容纳更多晶体管以支持更多功能。

往日碳化硅主流尺寸处于4英寸向6英寸，单晶尺寸的增加往往会伴随着结晶质量的下降，碳化硅衬底从1~8英寸不等，主流尺寸为4~6英寸。由于尺寸越大，生产效率越高，但生产品质控制难度越高，因此目前6英寸主要用于二极管，4英寸主要用于MOSFET。如今随着功率分立器件、传感器、智能终端芯片和MEMS等应用的需求增长，直接影响了大尺寸硅片（8英寸、12英寸）的增长。