د سیلیکون کاربایډ پیژندنه
سیلیکون کاربایډ (SiC) یو مرکب سیمیکمډکټر مواد دی چې د کاربن او سیلیکون څخه جوړ شوي، کوم چې د لوړې تودوخې، لوړ فریکونسۍ، لوړ بریښنا او لوړ ولتاژ وسیلو جوړولو لپاره یو له مثالي موادو څخه دی. د دودیز سیلیکون موادو (Si) سره پرتله کول ، د سیلیکون کاربایډ بانډ خلا د سیلیکون په پرتله 3 ځله دی. حرارتي چالکتیا د سیلیکون په پرتله 4-5 ځله ده؛ د ماتولو ولتاژ د سیلیکون په پرتله 8-10 ځله دی؛ د بریښنایی سنتریشن ډریف نرخ د سیلیکون په پرتله 2-3 ځله دی ، کوم چې د لوړ بریښنا ، لوړ ولتاژ او لوړې فریکونسۍ لپاره د عصري صنعت اړتیاوې پوره کوي. دا په عمده توګه د لوړ سرعت، لوړ فریکونسۍ، لوړ بریښنا او د رڼا جذب بریښنایی اجزاو تولید لپاره کارول کیږي. د لاندې سټریم غوښتنلیک ساحو کې سمارټ گرډ، د انرژي نوي وسایط، د فوټوولټیک باد بریښنا، 5G مخابرات، او نور شامل دي. سیلیکون کاربایډ ډایډونه او MOSFETs په سوداګریزه توګه پلي شوي.
د لوړ حرارت مقاومت. د سیلیکون کاربایډ د بند واټن د سیلیکون په پرتله 2-3 ځله دی، الکترونونه په لوړه تودوخه کې د لیږد لپاره اسانه ندي، او د لوړې عملیاتي تودوخې سره مقاومت کولی شي، او د سیلیکون کاربایډ حرارتي چالکتیا د سیلیکون په پرتله 4-5 ځله ده، د وسیلې د تودوخې ضایع کول اسانه کول او د عملیاتي تودوخې لوړ حد. د تودوخې لوړ مقاومت کولی شي د بریښنا کثافت د پام وړ زیات کړي پداسې حال کې چې د یخولو سیسټم اړتیاوې کموي، ټرمینل روښانه او کوچنی کوي.
د لوړ فشار سره مقاومت. د سیلیکون کاربایډ ماتولو بریښنایی ساحې ځواک د سیلیکون په پرتله 10 ځله دی ، کوم چې کولی شي د لوړ ولتاژ سره مقاومت وکړي او د لوړ ولټاژ وسیلو لپاره خورا مناسب دی.
د لوړ فریکونسۍ مقاومت. سیلیکون کاربایډ د سیلیکون په پرتله دوه چنده د سنتر شوي الیکترون ډریف نرخ لري ، چې د بندیدو پروسې په جریان کې د اوسني ټیلینګ نشتوالي لامل کیږي ، کوم چې کولی شي په مؤثره توګه د وسیلې بدلولو فریکونسۍ ته وده ورکړي او د وسیلې کوچني کولو احساس وکړي.
د کم انرژي ضایع کول. د سیلیکون موادو سره پرتله کول، سیلیکون کاربایډ خورا ټیټ مقاومت او ټیټ زیان لري. په ورته وخت کې، د سیلیکون کاربایډ لوړ بینډ-ګاپ پلنوالی د لیکې جریان او د بریښنا ضایع خورا کموي. سربیره پردې ، د سیلیکون کاربایډ وسیله د بندیدو پروسې په جریان کې اوسني تعقیبي پدیده نلري ، او د سویچ کولو زیان ټیټ دی.
د سیلیکون کاربایډ صنعت سلسله
پدې کې په عمده ډول سبسټریټ ، ایپیټیکسي ، د وسیلې ډیزاین ، تولید ، سیل کول او داسې نور شامل دي. د سیلیکون کاربایډ له موادو څخه د سیمیکمډکټر بریښنا وسیلې ته به د واحد کرسټال وده ، د انګټ سلینګ ، اپیټیکسیل وده ، ویفر ډیزاین ، تولید ، بسته کولو او نور پروسې تجربه کړي. د سیلیکون کاربایډ پاؤډ ترکیب وروسته ، د سیلیکون کاربایډ انګوټ لومړی جوړیږي ، او بیا د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د ټوټې کولو ، پیسولو او پالش کولو سره ترلاسه کیږي ، او اپیټیکسیل شیټ د اپیټیکسیل ودې لخوا ترلاسه کیږي. اپیټیکسیل ویفر د سیلیکون کاربایډ څخه د لیتوګرافي ، ایچنګ ، آئن امپلانټیشن ، فلزي پاسیویشن او نورو پروسو له لارې جوړ شوی ، ویفر په مړو کې پرې شوی ، وسیله بسته شوې ، او وسیله په ځانګړي خولۍ کې یوځای کیږي او په ماډل کې راټولیږي.
د صنعت زنځیر پورته جریان 1: سبسټریټ - کرسټال وده د پروسې اصلي اړیکه ده
د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د سیلیکون کاربایډ وسیلو شاوخوا 47٪ لګښت لري ، د تولید ترټولو لوړ تخنیکي خنډونه ، ترټولو لوی ارزښت ، د SiC راتلونکي لوی پیمانه صنعتي کولو اساس دی.
د الکترو کیمیکل ملکیتونو توپیرونو له نظره، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ مواد په کنډکټي سبسټریټ (مقاومت سیمه 15~30mΩ·cm) او نیمه موصل شوي سبسټریټ (مقاومت له 105Ω·cm لوړ) ویشل کیدی شي. دا دوه ډوله سبسټریټونه په ترتیب سره د epitaxial ودې وروسته د جلا وسیلو لکه د بریښنا وسیلې او د راډیو فریکونسۍ وسیلو جوړولو لپاره کارول کیږي. د دوی په مینځ کې ، نیمه موصل سیلیکون کاربایډ سبسټریټ په عمده ډول د ګیلیم نایټریډ RF وسیلو ، فوتو الیکټریک وسیلو او داسې نورو په جوړولو کې کارول کیږي. په نیمه موصل شوي SIC سبسټریټ کې د gan epitaxial پرت په وده کولو سره، sic epitaxial پلیټ چمتو کیږي، کوم چې نور د HEMT gan iso-nitride RF وسیلو ته چمتو کیدی شي. کنډکټیو سیلیکون کاربایډ سبسټریټ په عمده ډول د بریښنا وسیلو په جوړولو کې کارول کیږي. د دودیز سیلیکون بریښنا وسیلې تولید پروسې څخه توپیر لري ، د سیلیکون کاربایډ بریښنا وسیله نشي کولی په مستقیم ډول د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ کې رامینځته شي ، د سیلیکون کاربایډ اپیټاکسیل پرت باید د سیلیکون کاربایډ اپیټیکسیل شیټ ترلاسه کولو لپاره په کنډکټیو سبسټریټ کې وده وکړي ، او اپیټیکسیل پرت د Schottky diode، MOSFET، IGBT او نورو بریښنا وسیلو کې تولید شوی.
د سیلیکون کاربایډ پوډر د لوړ پاک کاربن پوډر او لوړ پاکوالي سیلیکون پوډر څخه ترکیب شوی ، او د سیلیکون کاربایډ مختلف اندازې د ځانګړي تودوخې ساحې لاندې کرل شوي ، او بیا د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د ډیری پروسس کولو پروسو له لارې تولید شوی. اصلي پروسه کې شامل دي:
د خامو موادو ترکیب: د لوړ پاک سیلیکون پاؤډ + ټونر د فارمول مطابق مخلوط شوی، او عکس العمل د 2000 ° C څخه پورته د تودوخې لوړ حالت کې د عکس العمل په خونه کې ترسره کیږي ترڅو د ځانګړي کرسټال ډول او ذرې سره د سیلیکون کاربایډ ذرات ترکیب کړي. اندازه بیا د کرشنگ ، سکرینینګ ، پاکولو او نورو پروسو له لارې ، ترڅو د لوړ پاک سیلیکون کاربایډ پاؤډر خامو موادو اړتیاوې پوره کړي.
کرسټال وده د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ تولید اصلي پروسه ده ، کوم چې د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ بریښنایی ملکیتونه ټاکي. په اوس وخت کې، د کرسټال د ودې اصلي میتودونه د فزیکي بخار لیږد (PVT)، د لوړې تودوخې کیمیاوي بخار جمع کول (HT-CVD) او د مایع پړاو epitaxy (LPE) دي. د دوی په منځ کې، د PVT میتود په اوسني وخت کې د SiC سبسټریټ سوداګریزې ودې لپاره اصلي طریقه ده، د لوړ تخنیکي بشپړتیا سره او په انجنیري کې خورا پراخه کارول کیږي.
د SiC سبسټریټ چمتو کول ستونزمن دي، چې د لوړ قیمت لامل کیږي
د تودوخې ساحې کنټرول ستونزمن دی: د Si کرسټال راډ وده یوازې 1500 ℃ ته اړتیا لري، پداسې حال کې چې د SiC کرسټال راډ باید د 2000 ℃ څخه پورته په لوړه تودوخه کې وده وکړي، او له 250 څخه ډیر SiC isomers شتون لري، مګر د 4H-SiC واحد کرسټال جوړښت لپاره. د بریښنا وسایلو تولید، که دقیق کنټرول نه وي، نور کرسټال جوړښتونه به ترلاسه کړي. برسېره پردې، په کریسبل کې د تودوخې تدریجي د SiC سبلیمیشن لیږد نرخ او په کرسټال انٹرفیس کې د ګازو اتومونو ترتیب او ودې حالت ټاکي، کوم چې د کرسټال د ودې کچه او د کرسټال کیفیت اغیزه کوي، نو دا اړینه ده چې د سیسټمیک تودوخې ساحه جوړه شي. کنټرول ټیکنالوژي. د Si موادو سره په پرتله، د SiC تولید کې توپیر د لوړې تودوخې پروسو کې هم دی لکه د لوړې تودوخې ایون امپلانټیشن، د لوړې تودوخې اکسیډریشن، د لوړې تودوخې فعالول، او د دې لوړې تودوخې پروسې لخوا اړین سخت ماسک پروسه.
ورو کرسټال وده: د سی کرسټال راډ د ودې کچه کولی شي 30 ~ 150mm/h ته ورسیږي، او د 1-3m سیلیکون کرسټال راډ تولید یوازې 1 ورځ وخت نیسي؛ د مثال په توګه د PVT میتود سره SiC کرسټال راډ د ودې کچه شاوخوا 0.2-0.4mm/h ده، د 3-6cm څخه کم وده کولو لپاره 7 ورځې، د ودې کچه د سیلیکون موادو له 1٪ څخه کمه ده، د تولید ظرفیت خورا ډیر دی محدود
د محصول لوړ پیرامیټرې او ټیټ حاصل: د SiC سبسټریټ اصلي پیرامیټرو کې د مایکروټیوبول کثافت ، د بې ځایه کیدو کثافت ، مقاومت ، جنګی پاڼه ، د سطحې خړپړتیا او داسې نور شامل دي. دا یو پیچلي سیسټم انجینر دی چې اتومونه د لوړې تودوخې په بند خونه کې تنظیموي او بشپړ کرسټال وده کوي ، پداسې حال کې چې د پیرامیټر شاخصونه کنټرولوي.
دا مواد لوړ سختۍ، لوړ خړپړتیا، د پرې کولو اوږد وخت او لوړ اغوستل لري: د 9.25 د SiC Mohs سختۍ د الماس څخه وروسته دویم دی، کوم چې د پرې کولو، پیسولو او پالش کولو په ستونزو کې د پام وړ زیاتوالی المل کیږي، او دا نږدې 120 ساعته وخت نیسي. 35-40 ټوټې د 3 سانتي مترو ضخامت پوټکی پرې کړئ. سربیره پردې ، د SiC د لوړې ټوټې کیدو له امله ، د ویفر پروسس کولو پوښ به ډیر وي ، او د محصول تناسب یوازې شاوخوا 60٪ دی.
د پراختیا رجحان: د اندازې زیاتوالی + د قیمت کمښت
د نړیوال SiC بازار د 6 انچ حجم تولید لاین په بشپړیدو دی ، او مخکښ شرکتونه د 8 انچ بازار ته ننوتلي دي. د کورنیو پرمختیایي پروژو کار په عمده توګه 6 انچه دی. اوس مهال، که څه هم ډیری کورني شرکتونه لاهم د 4 انچو تولید لینونو پر بنسټ والړ دي، مګر صنعت په تدریجي توګه 6 انچو ته پراختیا ورکوي، د 6 انچ مالتړ تجهیزاتو ټیکنالوژۍ په بشپړتیا سره، د کورني SiC سبسټریټ ټیکنالوژي هم په تدریجي ډول د اقتصاد وده کوي. د لوی تولید لینونو پیمانه به منعکس شي، او د اوسني کورني 6 انچ ډله ایز تولید وخت واټن 7 کلونو ته کم شوی. د ویفر لوی اندازه کولی شي د واحد چپسونو په شمیر کې زیاتوالی راولي، د حاصلاتو کچه ښه کړي، او د څنډه چپس تناسب کم کړي، او د څیړنې او پراختیا لګښت او د حاصلاتو ضایع به شاوخوا 7٪ ساتل کیږي، په دې توګه د ویفر ښه والی. کارول.
د وسایلو په ډیزاین کې لاهم ډیری ستونزې شتون لري
د SiC ډایډ سوداګریز کول په تدریج سره وده کوي، اوس مهال یو شمیر کورني تولید کونکو د SiC SBD محصولات ډیزاین کړي، د متوسط او لوړ ولتاژ SiC SBD محصولات ښه ثبات لري، په OBC موټر کې، د ثبات ترلاسه کولو لپاره د SiC SBD + SI IGBT کارول. اوسني کثافت اوس مهال، په چین کې د SiC SBD محصولاتو د پیټینټ ډیزاین کې هیڅ خنډ شتون نلري، او د بهرنیو هیوادونو سره تشه لږه ده.
د SiC MOS لاهم ډیری ستونزې لري، د SiC MOS او بهرنیو تولید کونکو ترمنځ لاهم واټن شتون لري، او اړونده تولیدي پلیټ فارم لاهم د جوړیدو په حال کې دی. په اوس وخت کې، ST، Infineon، Rohm او نور 600-1700V SiC MOS په پراخه کچه تولید ترلاسه کړی او د ډیری تولیدي صنعتونو سره یې لاسلیک او لیږلی، پداسې حال کې چې د اوسني کورني SiC MOS ډیزاین اساسا بشپړ شوی، یو شمیر ډیزاین جوړونکي د فابونو سره کار کوي. د ویفر جریان مرحله ، او وروسته د پیرودونکي تصدیق لاهم یو څه وخت ته اړتیا لري ، نو لاهم د لوی کچې سوداګرۍ کولو څخه ډیر وخت پاتې دی.
په اوس وخت کې، د پلانر جوړښت اصلي انتخاب دی، او د خندق ډول په پراخه توګه په راتلونکي کې د لوړ فشار په ساحه کې کارول کیږي. د پلانر جوړښت د SiC MOS جوړونکي ډیری دي، د پلانر جوړښت د نالی په پرتله د محلي ماتولو ستونزې رامینځته کول اسانه ندي، د کار ثبات اغیزه کوي، په بازار کې د 1200V لاندې د غوښتنلیک ارزښت پراخه لړۍ لري، او د پلانر جوړښت نسبتا دی. د تولید په پای کې ساده، د تولید وړتیا او د لګښت کنټرول دوه اړخونه پوره کول. د نالی وسیله د خورا ټیټ پرازیتي انډکټانس ګټې لري ، د ګړندي بدلولو سرعت ، ټیټ زیان او نسبتا لوړ فعالیت.
2--SiC ویفر خبر
د سیلیکون کاربایډ بازار تولید او د پلور وده ، د عرضې او تقاضا ترمینځ جوړښتي عدم توازن ته پاملرنه وکړئ
د لوړې فریکونسۍ او لوړ بریښنا بریښنایی بریښنایی توکو لپاره د بازار غوښتنې ګړندۍ ودې سره ، د سیلیکون میشته سیمیکمډکټر وسیلو فزیکي محدودیت په تدریجي ډول څرګند شوی ، او د دریم نسل سیمیکمډکټر توکي چې د سیلیکون کاربایډ (SiC) لخوا نمایندګي کیږي په تدریجي ډول رامینځته شوي. صنعتي شي. د موادو د فعالیت له نظره، سیلیکون کاربایډ د سیلیکون موادو د بینډ ګیپ چوکۍ 3 چنده لري، د برقی ساحې ځواک 10 ځله مهم دی، د حرارتي چالکتیا 3 ځله، نو د سیلیکون کاربایډ بریښنا وسایل د لوړ فریکونسۍ، لوړ فشار لپاره مناسب دي. لوړ حرارت او نور غوښتنلیکونه، د بریښنا بریښنایی سیسټمونو موثریت او بریښنا کثافت ښه کولو کې مرسته کوي.
اوس مهال، SiC diodes او SiC MOSFETs په تدریجي ډول بازار ته لیږدول شوي، او ډیر بالغ محصولات شتون لري، چې له دې جملې څخه SiC ډایډونه په پراخه توګه په ځینو برخو کې د سیلیکون میشته ډایډونو پرځای کارول کیږي ځکه چې دوی د بیرته راستنیدو چارج ګټه نه لري؛ SiC MOSFET په تدریجي ډول په اتوماتیک، د انرژي ذخیره کولو، چارج کولو پایل، فوتوولټیک او نورو برخو کې هم کارول کیږي؛ د اتوماتیک غوښتنلیکونو په برخه کې، د ماډلر کولو رجحان ورځ تر بلې د پام وړ کیږي، د SiC غوره فعالیت د ترلاسه کولو لپاره د بسته بندۍ پرمختللو پروسو باندې تکیه کولو ته اړتیا لري، په تخنیکي توګه د اصلي جریان په توګه د نسبتا بالغ شیل سیل کولو سره، راتلونکي یا د پلاستيک سیل کولو پراختیا ته. ، د دې دودیز پرمختیا ځانګړتیاوې د SiC ماډلونو لپاره خورا مناسب دي.
د سیلیکون کاربایډ نرخ کمیدل سرعت یا له تصور څخه بهر
د سیلیکون کاربایډ وسیلو کارول په عمده ډول د لوړ لګښت لخوا محدود دي ، د ورته کچې لاندې د SiC MOSFET قیمت د Si پر بنسټ د IGBT په پرتله 4 ځله لوړ دی ، دا ځکه چې د سیلیکون کاربایډ پروسه پیچلې ده ، په کوم کې چې وده کوي. واحد کرسټال او اپیټیکسیل نه یوازې په چاپیریال کې سخت دی ، بلکه د ودې کچه هم ورو ده ، او په سبسټریټ کې د واحد کرسټال پروسس باید د پرې کولو او پالش کولو پروسې څخه تیر شي. د خپل مادي ځانګړتیاوو او ناپاک پروسس کولو ټیکنالوژۍ پراساس، د کورني سبسټریټ حاصلات له 50٪ څخه کم دي، او مختلف فکتورونه د لوړ سبسټریټ او epitaxial نرخونو لامل کیږي.
په هرصورت ، د سیلیکون کاربایډ وسیلو او سیلیکون میشته وسیلو لګښت ترکیب په متقابل ډول مخالف دی ، د مخکینۍ چینل سبسټریټ او اپیټیکسیل لګښتونه په ترتیب سره د ټولې وسیلې 47٪ او 23٪ جوړوي ، په ټولیز ډول شاوخوا 70٪ ، د وسیلې ډیزاین ، تولید او د شاتنۍ چینل سیل کولو لینکونه یوازې 30٪ حسابوي ، د سیلیکون میشته وسیلو تولید لګښت په عمده ډول د شاتنۍ چینل ویفر تولید کې شاوخوا 50٪ متمرکز دی ، او د سبسټریټ لګښت یوازې 7٪ حسابوي. د سیلیکون کاربایډ صنعت سلسله پورته پورته ارزښت پدیده پدې معنی ده چې د اپسټریټ سبسټریټ ایپیټیکسي تولید کونکي د خبرو کولو اصلي حق لري ، کوم چې د کورنیو او بهرنیو تصدیو ترتیب کلیدي ده.
په بازار کې د متحرک لید څخه ، د سیلیکون کاربایډ لګښت کمول ، د سیلیکون کاربایډ اوږد کرسټال او ټوټې کولو پروسې ښه کولو سربیره ، د ویفر اندازه پراخه کول دي ، کوم چې په تیرو وختونو کې د سیمیکمډکټر پراختیا بالغ لاره هم ده ، د ولف سپیډ ډاټا ښیې چې د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ له 6 انچو څخه 8 انچو ته لوړیږي ، د وړ چپ تولید کولی شي 80٪ -90٪ وده وکړي ، او د حاصلاتو ښه کولو کې مرسته کوي. کولی شي د ګډ واحد لګښت 50٪ کم کړي.
2023 د "8 انچ SiC لومړی کال" په توګه پیژندل شوی، سږکال، کورني او بهرني سیلیکون کاربایډ جوړونکي د 8 انچ سیلیکون کاربایډ ترتیب ګړندی کوي، لکه د Wolfspeed لیونی پانګونه د سیلیکون کاربایډ تولید پراخولو لپاره د 14.55 ملیارد ډالرو پانګونه کوي، یوه مهمه برخه چې د 8 انچو د SiC سبسټریټ تولید فابریکه جوړول دي، ترڅو یو شمیر شرکتونو ته د 200 mm SiC بېر فلز راتلونکي عرضه یقیني کړي؛ کورني Tianyue Advanced او Tianke Heda هم د انفینون سره اوږد مهاله تړونونه لاسلیک کړي ترڅو په راتلونکي کې د 8 انچ سیلیکون کاربایډ سبسټریټ چمتو کړي.
د دې کال څخه پیل کیږي، سیلیکون کاربایډ به له 6 انچو څخه 8 انچو ته ګړندی کړي، وولف سپیډ تمه لري چې تر 2024 پورې به د 8 انچ سبسټریټ واحد چپ لګښت په 2022 کې د 6 انچ سبسټریټ د واحد چپ لګښت په پرتله 60٪ څخه ډیر کم شي. ، او د لګښت کمښت به د غوښتنلیک بازار نور هم خلاص کړي ، د جی بانډ مشورتي څیړنې ډیټا په ګوته کوي. د 8 انچو محصولاتو اوسنی بازار ونډه له 2٪ څخه کمه ده، او تمه کیږي چې د بازار ونډه به تر 2026 پورې شاوخوا 15٪ ته وده ورکړي.
په حقیقت کې ، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ نرخ کې د کمیدو نرخ ممکن د ډیری خلکو تصور څخه ډیر شي ، د 6 انچ سبسټریټ اوسني بازار وړاندیز 4000-5000 یوآن / ټوټه ده ، د کال د پیل په پرتله خورا راټیټ شوی دی. تمه کیږي چې راتلونکی کال به د 4000 یوانو څخه ښکته شي، د یادولو وړ ده چې ځینې تولید کونکي د لومړي بازار ترلاسه کولو لپاره د پلور نرخ لاندې قیمت ته راټیټ کړی ، د نرخ جنګ ماډل یې خلاص کړی چې په عمده ډول د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ کې متمرکز دی. عرضه د ټیټ ولتاژ په ساحه کې نسبتا کافي ده، کورني او بهرني تولیدونکي په چټکۍ سره د تولید ظرفیت پراخوي، یا اجازه راکړئ چې د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د اندازې څخه مخکې د تصور څخه مخکې د عرضې پړاو ته ورسیږي.
د پوسټ وخت: جنوري-19-2024