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2021-2-27
发表于 2021-2-18 22:13:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
从SiC在生产制造上的困难和挑战看SiC的成本问题

非常慢的生长速度以及主流尺寸只有4-6英寸,决定了碳化硅的衬底价格远高于硅衬底。

  • 相比于Si的拉单晶生长,碳化硅的单晶需要更高的温度和更复杂的生长方法。
  • Si单晶的生长速度约为300mm/h,碳化硅单晶的生长速度约为400um/h,两者差了近800倍。
  • SiC晶锭的长度比硅短得多,大约只有20-50mm。
  • 质量方面,碳化硅位错密度远高于硅、砷化镓等材料。本身还存在一些较大的应力,导致面型参数还有些问题。这些问题会降低外延材料的质量,降低器件的制造良率,影响期间的可靠性和寿命。


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随着技术的进步以及制造工艺的升级,SiC成本正快速下降


随着SiC功率器件技术的进步和制造工艺从4英寸升级到6英寸,器件产业化水平不断提高,SiC功率器件的成本正快速下降。

目前业界对于SiC材料的成本下降曲线较为乐观,单位逆变器峰值相电流价值量($/Arms)2025年有望降至当前新能源汽车IGBT 单位成本水平。根据STM对MOSFET(SiC)和IGBT(Si 基)的成本对比,预计2-3年内MOSFET(SiC)的成本有望下降至IGBT(Si 基)的 2~2.5 倍,年均降幅约15%。

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同时SiC的综合效益显著

结合Model 3对于MOSFET(SiC)(STM配套)的应用,综合考虑使用MOSFET(SiC)带来的电池成本、磁材成本和其他成本的系统经济性,当电池容量达到75kWh时,使用MOSFET(SiC)可在系统单位成本上获得正向经济性。

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综上:随着技术的进步以及制造工艺的升级, SiC功率器件的成本正快速下降。SiC的经济性得到有效解决后,有赖于其在高压、高频、高温环境下卓越的物理性能,其必然将引领包括新能源汽车在内的诸多行业,在功率半导体使用上迎来大规模升级迭代。

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