SiC在生产制造上的困难和挑战看SiC的成本问题

gaosmile

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。
  
  

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%。

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。

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。

阅读全文