宣布时间：2019/9/25 17:22:25
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2019-08-14 泉源：第三代半导体工业手艺战略同盟
SiC(碳化硅)作为第三代半导体，，，，，，， ，以耐高压、高温顺高频，，，，，，， ，在高性能功率半导体上显出优势。。。 。。。。在应用中，，，，，，， ，在光伏和效劳器市场最大，，，，，，， ，正处于生长中的市场是xEV（电动与混动汽车）。。。 。。。。随着SiC产品特征越做越好，，，，，，， ，在需要更高电压的铁路和风电上将会获得更多的应用。。。 。。。。
不过，，，，，，， ，制约SiC生长的，，，，，，， ，要害是价钱，，，，，，， ，主要缘故原由有两个，，，，，，， ，一个是衬底，，，，，，， ，一个是晶圆尺寸所限。。。 。。。。例如晶圆尺寸越大，，，，，，， ，本钱也会响应地下降，，，，，，， ，罗姆（ROHM）等公司已经有6英寸的晶圆片。。。 。。。。在手艺方面，，，，，，， ，众厂商竞争的有两个焦点：手艺和原质料。。。 。。。。
1 应用领域
现有的市场中，，，，，，， ，光伏和效劳器最大。。。 。。。。处于生长中的市场是xEV。。。 。。。。随着SiC产品特征越做越好，，，，，，， ，在铁路和风电上会获得更多的应用。。。 。。。。
在xEV方面，，，，，，， ，现在OBC（车载充电器）和DC/DC上应用得较量多，，，，，，， ，以后主驱上也会有许多应用(如下图)。。。 。。。。OBC方面，，，，，，， ，约莫两三年前已最先大宗应用SiC肖特基势垒二极管（SBD），，，，，，， ，现在SiC肖特基、SiC MOSFET已经用在很成熟的市场。。。 。。。。DC/DC方面，，，，，，， ，市场上也已用得许多了。。。 。。。。主驱逆变器方面，，，，，，， ，现在仍以Si IGBT和Si FRD(整流二极管)为主，，，，，，， ，可是客户都在研发SiC产品，，，，，，， ，预计2021年、2022年之后，，，，，，， ，SiC的MOS会获得越来越多的应用。。。 。。。。目今主驱应用上最大的瓶颈不是设计，，，，，，， ，而是在价钱，，，，，，， ，例如Si IGBT模浚浚�？？？？槿羰歉某�SiC模浚浚�？？？？椋�，，，，，， ，价钱提升5~10倍左右。。。 。。。。另外，，，，，，， ，汽车的快速充电和无线充电方面，，，，，，， ，各人现在也在研发SiC计划，，，，，，， ，预计以后有很大的应用远景。。。 。。。。
未来，，，，，，， ，风电和铁路将是很大的市场。。。 。。。。由于现在SiC照旧以1.7 kV和1.2 kV为主，，，，，，， ，而风能需要3.3 kV，，，，，，， ，铁路需要3.3 kV、3.6 kV甚至5 kV以上，，，，，，， ，因此随着SiC的电压做得越来越高，，，，，，， ，风电和铁路将是下一个蓝海。。。 。。。。
对SiC市场的展望有多种版本，，，，，，， ，甚至统一家市场视察公司也有多种版本。。。 。。。。罗姆基于IHS的视察，，，，，，， ，守旧地展望2025年整个市场规模将抵达约23亿美元（如下图）。。。 。。。。
2 SiC的新手艺希望
SiC的功率元器件产品主要有三类：SiC肖特基（二极管）、SiC MOSFET（三极管）和模浚浚�？？？？椴�。。。 。。。。
2.1 总体趋势
SiC肖特基。。。 。。。。欲取代400 V~3.3 kV的Si PND（快恢复二极管）和FRD（整流二极管）。。。 。。。。
第一个趋势是把晶圆做得越来越大，，，，，，， ，由原来的4英寸转为现在的6英寸，，，，，，， ，在未来有可能向8英寸或更大尺寸去希望。。。 。。。。其次是车规品。。。 。。。。再有是把封装做得越来越多元化，，，，，，， ，例如做更多的贴片封装，，，，，，， ，把它的产品线做得更多一些。。。 。。。。
SiC MOSFET。。。 。。。。欲取代600V~3.3 kV的Si MOSFET和IGBT。。。 。。。。
第一个趋势也是晶圆越做越大。。。 。。。。其次把电流和电压做大做高。。。 。。。。再有也是把封装做得富厚一些，，，，，，， ，例如现在市场上较量多的像TO-247是3引脚，，，，，，， ，接下来罗姆会推出TO-247的4引脚产品，，，，，，， ，这样在工控产品上可以更利便地去使用。。。 。。。。第四是车规品更多一些。。。 。。。。
2.2 制造工艺的刷新
SiC领域也有多个玩家，，，，，，， ，例如罗姆、英飞凌、Cree、ST等。。。 。。。。罗姆半导体（北京）有限公司设计中心所长水原德建先容了SiC及罗姆产品的手艺希望。。。 。。。。
SiC肖特基工艺的刷新。。。 。。。。现在市面上的SiC肖特基产品有两种结构，，，，，，， ，一种是纯肖特基结构。。。 。。。。罗姆的第一代和第二代产品接纳了纯肖特基的结构。。。 。。。。纯肖特基结构的最大利益在那里？？？？？？？由于肖特基有两个特征，，，，，，， ，一个是VF，，，，，，， ，即正向耐压；；； ；；；另一个特征是瞬间的最大电流。。。 。。。。以是若是用肖特基结构来做，，，，，，， ，虽然VF可以做得很低，，，，，，， ，可是瞬间电流做得欠好。。。 。。。。
为此，，，，，，， ，罗姆的第3代产品接纳了JBS结构。。。 。。。。JBS结构的最大利益，，，，，，， ，虽然VF会响应的变差，，，，，，， ，可是罗姆用自己的能力在包管原有的低VF的情形下，，，，，，， ，把瞬间电流做得更大。。。 。。。。由于JBS结构的优势，，，，，，， ，现在市场上的产品基本都是JBS结构。。。 。。。。
SiC MOSFET
现在也有两种结构的产品，，，，，，， ，第一种叫平面型结构MOS，，，，，，， ，即DMOS，，，，，，， ，尚有一种MOS是沟槽型的结构，，，，，，， ，即UMOS（U的意思是沟槽像U型）。。。 。。。。两种MOS的最大区别是：平面型的耐压可以做得很好，，，，，，， ，可是芯片尺寸要做得很大。。。 。。。。可是沟槽式的可以做�。。。 。。。。�，，，，，， ，即可以把晶圆尺寸做小一些，，，，，，， ，价钱更低一些，，，，，，， ，同样的芯片情形下，，，，，，， ，还可以把Ron做得更低一些。。。 。。。。
为此，，，，，，， ，罗姆的第1、2代产品接纳平面型结构，，，，，，， ，第3代接纳了沟槽型结构。。。 。。。。这种沟槽型的结构现在只有罗姆一家在做。。。 。。。。不但云云，，，，，，， ，罗姆的沟槽结构尚有一个优势：通俗Si的沟槽型结构是一个沟槽(Trench)，，，，，，， ，可是罗姆挖了两个沟槽，，，，，，， ，由于MOS有个最大的问题是在栅极（Gate）耐压会差一些，，，，，，， ，由于它是个氧化膜，，，，，，， ，因此罗姆又挖了一个沟槽，，，，，，， ，使它的电流可以以后跑出去，，，，，，， ，使它的耐压特征更强一些。。。 。。。。这种双沟槽的结构是罗姆的一项专利，，，，，，， ，也是罗姆独吞的。。。 。。。。
模浚浚�？？？？�
把上述的二极管、三极管集成在一起，，，，，，， ，就做成了模浚浚�？？？？�。。。 。。。。SiC的开关消耗比IGBT更低。。。 。。。。并且随着频率的增高，，，，，，， ，IGBT模浚浚�？？？？榈南脑鎏砗芸欤�，，，，，， ，这意味着在频率越高的情形下，，，，，，， ，SiC的特征会越会体现出来，，，，，，， ，可以越节能（如下图)。。。 。。。。
3 罗姆的投资及制造历程
SiC领域也有多个玩家，，，，，，， ，除了罗姆外，，，，，，， ，尚有英飞凌、Cree、ST等。。。 。。。。
SiC作为新一代手艺和产品，，，，，，， ，需要扩建和一连投资。。。 。。。。例如罗姆，，，，，，， ，需要多个阶段性投资，，，，，，， ，预计到2025年时将，，，，，，， ，累计投资将达850亿日元（如下图右）。。。 。。。。
罗姆的SiC产能预计2021年会抵达2017年的6倍，，，，，，， ，2025年的时间会抵达2017年的16倍（如下图左）。。。 。。。。除了SiC之外，，，，，，， ，驱动SiC还需要栅极驱动器，，，，，，， ，罗姆的栅极驱动的产能也会越来越提高（下图右）。。。 。。。。
罗姆在2000年左右最先投资SiC。。。 。。。。为了实现一条龙生产战略，，，，，，， ，在2009年收购了德国晶圆厂SiCrystal公司，，，，，，， ，该公司主要做SiC柱、SiC衬底。。。 。。。。之后在2010年时罗姆实现了SiC肖特基的量产，，，，，，， ，可谓日本第一家量产的公司，，，，，，， ，在全球是第四家。。。 。。。。2010年底，，，，，，， ，罗姆量产了SiC MOSFET，，，，，，， ，堪称全球第一家量产的公司。。。 。。。。在两年之后的2012年，，，，，，， ，罗姆量产了SiC模浚浚�？？？？椋�，，，，，， ，是全球第一家实现量产的公司。。。 。。。。2015年，，，，，，， ，罗姆量产了沟槽型SiC MOSFET，，，，，，， ，也是全球第一家量产的公司。。。 。。。。
罗姆的晶圆可以做到6英寸。。。 。。。。
4 罗姆的SiC产品及妄想
主要有三大类：SiC肖特基，，，，，，， ，SiC MOSFET，，，，，，， ，SiC模浚浚�？？？？�。。。 。。。。
SiC肖特基现在主要是以第2代和第3代为主，，，，，，， ，第2代和第3代主要是650 V和1.2 kV产品，，，，，，， ，从5 A到40 A。。。 。。。。SiC MOS也是主要以第2、3代为主，，，，，，， ，主要是650 V、1.2 kV、1.7 kV，，，，，，， ，导通电阻最小可以做到17 mΩ，，，，，，， ，最约莫1150 mΩ。。。 。。。。模浚浚�？？？？橹饕且园肭诺姆椒ǎ�，，，，，， ，封装主要有市场用的较量多的是C型、E型和G型，，，，，，， ，产品以1.2 kV和1.7 kV为主，，，，，，， ，电流主要是80 A到600 A安培。。。 。。。。通用模浚浚�？？？？榉矫妫�，，，，，， ，罗姆会自己来做；；； ；；；像车用六合一模浚浚�？？？？榈忍厥饽？？？？？？？椋�，，，，，， ，罗姆和海内的模浚浚�？？？？槌б黄鹣嘀�。。。 。。。。
除此以外，，，，，，， ，罗姆还销售SiC芯片，，，，，，， ，主要是以650 V~1.7 kV为主，，，，，，， ，从6 A一直到50 A。。。 。。。。现在，，，，，，， ，罗姆正在生长以SiC为首的电源解决计划，，，，，，， ，和其它公司相比，，，，，，， ，优势是既有自己的晶圆，，，，，，， ，又有自己的芯片。。。 。。。。绝缘栅极驱动器方面，，，，，，， ，罗姆也是想以后把这块做得越来越大，，，，，，， ，预计2020年3越宣布第四代MOSFET产品。。。 。。。。
上图：罗姆的SiC MOSFET，，，，，，， ，及6英寸Trench-MOSFET晶圆(左)、6英寸SBD晶圆（右）
上图：搭载罗姆SiC芯片的SiC MOSFET模浚浚�？？？？�
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