د سیلیکون کاربایډ پیژندنه
سیلیکون کاربایډ (SiC) د کاربن او سیلیکون څخه جوړ شوی یو مرکب سیمیکمډکټر مواد دی، کوم چې د لوړې تودوخې، لوړې فریکونسۍ، لوړ بریښنا او لوړ ولټاژ وسیلو جوړولو لپاره یو له مثالي موادو څخه دی. د دودیز سیلیکون موادو (Si) په پرتله، د سیلیکون کاربایډ د بانډ ګیپ د سیلیکون په پرتله 3 ځله دی. د تودوخې چالکتیا د سیلیکون په پرتله 4-5 ځله ده؛ د ماتیدو ولټاژ د سیلیکون په پرتله 8-10 ځله دی؛ د بریښنایی سنتریت ډرافټ کچه د سیلیکون په پرتله 2-3 ځله ده، کوم چې د لوړ بریښنا، لوړ ولټاژ او لوړ فریکونسۍ لپاره د عصري صنعت اړتیاوې پوره کوي. دا په عمده توګه د لوړ سرعت، لوړ فریکونسۍ، لوړ بریښنا او رڼا خپریدونکي بریښنایی اجزاو تولید لپاره کارول کیږي. د ښکته جریان غوښتنلیک ساحو کې سمارټ گرډ، نوي انرژي وسایط، فوتوولټیک باد بریښنا، 5G مخابرات، او نور شامل دي. سیلیکون کاربایډ ډایډونه او MOSFETs په سوداګریزه توګه پلي شوي دي.
د لوړې تودوخې مقاومت. د سیلیکون کاربایډ د بانډ ګیپ پلنوالی د سیلیکون په پرتله 2-3 ځله دی، په لوړه تودوخه کې الکترونونه لیږدول اسانه ندي، او کولی شي د لوړې عملیاتي تودوخې سره مقاومت وکړي، او د سیلیکون کاربایډ حرارتي چالکتیا د سیلیکون په پرتله 4-5 ځله ده، چې د وسیلې د تودوخې ضایع کول اسانه کوي او د عملیاتي تودوخې حد لوړوي. د لوړې تودوخې مقاومت کولی شي د بریښنا کثافت د پام وړ زیات کړي پداسې حال کې چې د یخولو سیسټم اړتیاوې کموي، ټرمینل سپک او کوچنی کوي.
د لوړ فشار سره مقاومت وکړئ. د سیلیکون کاربایډ د ماتیدو بریښنایی ساحې ځواک د سیلیکون په پرتله 10 ځله دی، کوم چې کولی شي د لوړ ولټاژ سره مقاومت وکړي او د لوړ ولټاژ وسیلو لپاره ډیر مناسب دی.
د لوړې فریکونسۍ مقاومت. سیلیکون کاربایډ د سیلیکون په پرتله دوه چنده د سنتر شوي الکترون ډریفت کچه لري، چې په پایله کې د بندیدو پروسې په جریان کې د اوسني ټیلینګ نشتوالی رامینځته کیږي، کوم چې کولی شي په مؤثره توګه د وسیلې د سویچ کولو فریکونسۍ ښه کړي او د وسیلې کوچنی کول احساس کړي.
د انرژۍ کم ضایع. د سیلیکون موادو په پرتله، سیلیکون کاربایډ ډیر ټیټ مقاومت او ټیټ زیان لري. په ورته وخت کې، د سیلیکون کاربایډ لوړ بینډ ګیپ پلنوالی د لیک جریان او د بریښنا ضایع کول خورا کموي. سربیره پردې، د سیلیکون کاربایډ وسیله د بندیدو پروسې په جریان کې د اوسني تعقیب پدیده نلري، او د سویچ کولو ضایع ټیټ دی.
د سیلیکون کاربایډ صنعت سلسله
پدې کې په عمده توګه سبسټریټ، ایپیټیکسي، د وسیلې ډیزاین، تولید، سیل کول او داسې نور شامل دي. د موادو څخه تر سیمیکمډکټر بریښنا وسیلې پورې سیلیکون کاربایډ به د واحد کرسټال وده، د انګوټ ټوټه کول، د ایپیټیکسیال وده، د ویفر ډیزاین، تولید، بسته بندي او نورې پروسې تجربه کړي. د سیلیکون کاربایډ پوډر ترکیب وروسته، د سیلیکون کاربایډ انګوټ لومړی جوړیږي، او بیا د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د ټوټې کولو، پیس کولو او پالش کولو له لارې ترلاسه کیږي، او د ایپیټیکسیال شیټ د ایپیټیکسیال ودې له لارې ترلاسه کیږي. ایپیټیکسیال ویفر د لیتوګرافي، ایچینګ، ایون امپلانټیشن، فلزي پاسیویشن او نورو پروسو له لارې د سیلیکون کاربایډ څخه جوړ شوی، ویفر په ډای کې پرې کیږي، وسیله بسته کیږي، او وسیله په ځانګړي شیل کې یوځای کیږي او په ماډل کې راټولیږي.
د صنعت سلسلې ۱ پورته برخه: سبسټریټ - کرسټال وده د پروسې اصلي اړیکه ده
د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د سیلیکون کاربایډ وسیلو د لګښت شاوخوا 47٪ جوړوي، د تولید ترټولو لوړ تخنیکي خنډونه، ترټولو لوی ارزښت، د SiC د راتلونکي لوی پیمانه صنعتي کولو اساس دی.
د الکترو کیمیاوي ملکیتونو د توپیرونو له نظره، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ مواد په کنډکټیو سبسټریټ (د مقاومت ساحه 15~30mΩ·cm) او نیمه انسولیټ شوي سبسټریټ (د مقاومت کچه له 105Ω·cm څخه لوړه) ویشل کیدی شي. دا دوه ډوله سبسټریټ د اپیټیکسیل ودې وروسته په ترتیب سره د بریښنا وسیلو او راډیو فریکونسي وسیلو په څیر جلا وسیلو جوړولو لپاره کارول کیږي. د دوی په مینځ کې، نیمه انسولیټ شوي سیلیکون کاربایډ سبسټریټ په عمده توګه د ګیلیم نایټرایډ RF وسیلو، فوتو الیکټریک وسیلو او داسې نورو په جوړولو کې کارول کیږي. په نیمه انسولیټ شوي SIC سبسټریټ کې د ګان ایپیټیکسیل پرت په وده کولو سره، د sic ایپیټیکسیل پلیټ چمتو کیږي، کوم چې نور د HEMT ګان ایزو نایټرایډ RF وسیلو ته چمتو کیدی شي. کنډکټیو سیلیکون کاربایډ سبسټریټ په عمده توګه د بریښنا وسیلو په جوړولو کې کارول کیږي. د سیلیکون کاربایډ بریښنا وسیلې د جوړولو دودیز پروسې څخه توپیر لري، د سیلیکون کاربایډ بریښنا وسیله په مستقیم ډول د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ باندې نشي جوړیدلی، د سیلیکون کاربایډ ایپیټیکسیل طبقه باید د سیلیکون کاربایډ ایپیټیکسیل شیټ ترلاسه کولو لپاره په کنډکټیو سبسټریټ باندې وده وکړي، او د ایپیټیکسیل طبقه په Schottky diode، MOSFET، IGBT او نورو بریښنا وسیلو کې تولید کیږي.
د سیلیکون کاربایډ پوډر د لوړ پاکوالي کاربن پوډر او لوړ پاکوالي سیلیکون پوډر څخه ترکیب شوی و، او د سیلیکون کاربایډ انګوټ مختلف اندازې د ځانګړي تودوخې ساحې لاندې کرل شوي و، او بیا د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د ډیری پروسس پروسو له لارې تولید شو. اصلي پروسه کې شامل دي:
د خامو موادو ترکیب: د لوړ پاکوالي سیلیکون پوډر + ټونر د فورمول سره سم مخلوط کیږي، او عکس العمل د غبرګون په خونه کې د 2000 درجو سانتي ګراد څخه پورته د لوړ تودوخې حالت لاندې ترسره کیږي ترڅو د سیلیکون کاربایډ ذرات د ځانګړي کرسټال ډول او ذراتو اندازې سره ترکیب کړي. بیا د کرش کولو، سکرین کولو، پاکولو او نورو پروسو له لارې، د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ پوډر خامو موادو اړتیاوې پوره کولو لپاره.
د کرسټال وده د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ جوړولو اصلي پروسه ده، کوم چې د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ بریښنایی ملکیتونه ټاکي. اوس مهال، د کرسټال ودې لپاره اصلي میتودونه فزیکي بخار لیږد (PVT)، د لوړې تودوخې کیمیاوي بخار زیرمه (HT-CVD) او د مایع مرحله ایپیټیکسي (LPE) دي. د دوی په منځ کې، PVT میتود اوس مهال د SiC سبسټریټ سوداګریزې ودې لپاره اصلي میتود دی، چې لوړ تخنیکي پختتیا لري او په انجینرۍ کې خورا پراخه کارول کیږي.
د SiC سبسټریټ چمتو کول ستونزمن دي، چې د هغې 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 ایزومرونه شتون لري، مګر د بریښنا وسیلو تولید لپاره اصلي 4H-SiC واحد کرسټال جوړښت، که دقیق کنټرول نه وي، نو نور کرسټال جوړښتونه به ترلاسه کړي. سربیره پردې، په کروسیبل کې د تودوخې تدریجي د SiC سبلیمیشن لیږد کچه او د کرسټال انٹرفیس کې د ګازي اتومونو ترتیب او ودې حالت ټاکي، کوم چې د کرسټال ودې کچه او کرسټال کیفیت اغیزه کوي، نو دا اړینه ده چې د سیسټمیک تودوخې ساحې کنټرول ټیکنالوژي جوړه شي. د Si موادو سره پرتله کول، د SiC تولید کې توپیر د لوړې تودوخې پروسو کې هم دی لکه د لوړې تودوخې ایون امپلانټیشن، د لوړې تودوخې اکسیډیشن، د لوړې تودوخې فعالول، او د دې لوړې تودوخې پروسو لخوا اړین سخت ماسک پروسه.
ورو کرسټال وده: د سی کرسټال راډ د ودې کچه 30 ~ 150mm/h ته رسیدلی شي، او د 1-3m سیلیکون کرسټال راډ تولید یوازې 1 ورځ وخت نیسي؛ د مثال په توګه د PVT میتود سره د 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 محدود دی.
د محصول لوړ پیرامیټرې او ټیټ حاصل: د SiC سبسټریټ اصلي پیرامیټرې د مایکروټیوبیل کثافت، بې ځایه کیدو کثافت، مقاومت، وارپایج، د سطحې ناهموارۍ او داسې نور شامل دي. دا د سیسټم یوه پیچلې انجینرۍ ده چې اتومونه په یوه تړلي لوړ تودوخې چیمبر کې تنظیم کړي او د کرسټال وده بشپړه کړي، پداسې حال کې چې د پیرامیټر شاخصونه کنټرولوي.
دا مواد لوړ سختوالی، لوړ ماتیدونکی والی، اوږد پرې کولو وخت او لوړ اغوستل لري: د SiC Mohs سختوالی 9.25 د الماس وروسته دوهم دی، کوم چې د پرې کولو، پیسولو او پالش کولو په ستونزو کې د پام وړ زیاتوالي لامل کیږي، او د 3 سانتي مترو ضخامت لرونکي انګوټ 35-40 ټوټو پرې کولو لپاره نږدې 120 ساعته وخت نیسي. برسېره پردې، د SiC د لوړ ماتیدونکي والي له امله، د ویفر پروسس کولو اغوستل به ډیر وي، او د محصول تناسب به یوازې 60٪ وي.
د پراختیا رجحان: د اندازې زیاتوالی + د قیمت کمښت
د نړیوال SiC بازار ۶ انچه حجمي تولید لاین پخېږي، او مخکښ شرکتونه ۸ انچه بازار ته ننوتلي دي. کورني پراختیایي پروژې په عمده توګه ۶ انچه دي. اوس مهال، که څه هم ډیری کورني شرکتونه لاهم د ۴ انچه تولید لاینونو پر بنسټ والړ دي، مګر صنعت په تدریجي ډول ۶ انچه ته پراخیږي، د ۶ انچه ملاتړي تجهیزاتو ټیکنالوژۍ د بشپړیدو سره، د کورني SiC سبسټریټ ټیکنالوژي هم په تدریجي ډول د لوی اندازې تولید لاینونو اقتصاد ته وده ورکوي چې منعکس کیږي، او د اوسني کورني ۶ انچه ډله ایز تولید وخت تشه ۷ کلونو ته راټیټه شوې ده. د لوی ویفر اندازه کولی شي د واحد چپسونو شمیر کې زیاتوالی راولي، د حاصلاتو کچه ښه کړي، او د څنډې چپس تناسب کم کړي، او د څیړنې او پراختیا لګښت او د حاصلاتو ضایع به شاوخوا ۷٪ کې وساتل شي، په دې توګه د ویفر کارول ښه کړي.
د وسیلې په ډیزاین کې لاهم ډیری ستونزې شتون لري
د SiC ډایډ سوداګریز کول په تدریجي ډول ښه کیږي، اوس مهال، یو شمیر کورنیو تولید کونکو د SiC SBD محصولات ډیزاین کړي دي، د منځني او لوړ ولټاژ SiC SBD محصولات ښه ثبات لري، په موټر OBC کې، د SiC SBD + SI IGBT کارول د باثباته اوسني کثافت ترلاسه کولو لپاره. اوس مهال، په چین کې د SiC SBD محصولاتو د پیټینټ ډیزاین کې هیڅ خنډونه شتون نلري، او د بهرنیو هیوادونو سره تشه کوچنۍ 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 جوړولو په حال کې دی. اوس مهال، ST، Infineon، Rohm او نورو 600-1700V SiC MOS ډله ایز تولید ترلاسه کړی او د ډیری تولیدي صنعتونو سره لاسلیک او لیږدول شوی، پداسې حال کې چې د اوسني کورني SiC MOS ډیزاین اساسا بشپړ شوی، یو شمیر ډیزاین جوړونکي د ویفر جریان مرحله کې د فابونو سره کار کوي، او وروسته د پیرودونکو تصدیق لاهم یو څه وخت ته اړتیا لري، نو د لویې کچې سوداګریز کولو څخه لاهم ډیر وخت پاتې دی.
په اوس وخت کې، د پلنر جوړښت د اصلي انتخاب دی، او د خندق ډول په راتلونکي کې د لوړ فشار په ساحه کې په پراخه کچه کارول کیږي. د پلنر جوړښت د SiC MOS جوړونکي ډیری دي، د پلنر جوړښت د نالی په پرتله د محلي ماتیدو ستونزې رامینځته کول اسانه ندي، د کار ثبات اغیزه کوي، په بازار کې د 1200V څخه ښکته د غوښتنلیک ارزښت پراخه لړۍ لري، او د پلانر جوړښت د تولید په پای کې نسبتا ساده دی، ترڅو د تولید وړتیا او لګښت کنټرول دوه اړخونه پوره کړي. د نالی وسیله د خورا ټیټ پرازیتي انډکټانس، ګړندي سویچینګ سرعت، ټیټ ضایع او نسبتا لوړ فعالیت ګټې لري.
۲--د سي سي ویفر خبرونه
د سیلیکون کاربایډ بازار تولید او د پلور وده، د عرضې او تقاضا ترمنځ ساختماني عدم توازن ته پاملرنه وکړئ
د لوړ فریکونسۍ او لوړ بریښنا بریښنایی الیکترونیکونو لپاره د بازار غوښتنې ګړندۍ ودې سره ، د سیلیکون پر بنسټ سیمیکمډکټر وسیلو فزیکي محدودیت خنډ ورو ورو څرګند شوی ، او د سیلیکون کاربایډ (SiC) لخوا نمایندګي شوي دریم نسل سیمیکمډکټر مواد په تدریجي ډول صنعتي شوي دي. د موادو د فعالیت له نظره، سیلیکون کاربایډ د سیلیکون موادو د بینډ ګیپ پلنوالی 3 ځله، د مهم ماتولو بریښنایی ساحې ځواک 10 ځله، د تودوخې چالکتیا 3 ځله لري، نو د سیلیکون کاربایډ بریښنا وسایل د لوړ فریکونسۍ، لوړ فشار، لوړ تودوخې او نورو غوښتنلیکونو لپاره مناسب دي، د بریښنا بریښنایی سیسټمونو موثریت او بریښنا کثافت ښه کولو کې مرسته کوي.
اوس مهال، SiC ډایډونه او SiC MOSFETs په تدریجي ډول بازار ته راغلي دي، او ډیر بالغ محصولات شتون لري، چې له دې جملې څخه SiC ډایډونه په ځینو برخو کې د سیلیکون پر بنسټ ډایډونو پرځای په پراخه کچه کارول کیږي ځکه چې دوی د ریورس ریکوری چارج ګټه نلري؛ SiC MOSFET په تدریجي ډول په موټرو، انرژي ذخیره کولو، چارج کولو پایل، فوتوولټیک او نورو برخو کې هم کارول کیږي؛ د موټرو غوښتنلیکونو په برخه کې، د ماډل کولو رجحان ورځ تر بلې ډیریږي، د SiC غوره فعالیت ته اړتیا ده چې د ترلاسه کولو لپاره پرمختللي بسته بندۍ پروسو باندې تکیه وکړي، په تخنیکي توګه د اصلي جریان په توګه د نسبتا بالغ شیل سیل کولو سره، راتلونکي یا د پلاستيکي سیل کولو پراختیا لپاره، د دې دودیز پراختیا ځانګړتیاوې د SiC ماډلونو لپاره ډیر مناسب دي.
د سیلیکون کاربایډ د نرخ د کمښت سرعت یا له تصور څخه هاخوا
د سیلیکون کاربایډ وسیلو کارول په عمده توګه د لوړ لګښت له امله محدود دي، د ورته کچې لاندې د SiC MOSFET قیمت د Si پر بنسټ IGBT په پرتله 4 ځله لوړ دی، دا ځکه چې د سیلیکون کاربایډ پروسه پیچلې ده، په کوم کې چې د واحد کرسټال او ایپیټیکسیل وده نه یوازې په چاپیریال باندې سخته ده، بلکې د ودې کچه هم ورو ده، او سبسټریټ ته د واحد کرسټال پروسس باید د پرې کولو او پالش کولو پروسې څخه تیر شي. د خپلو موادو ځانګړتیاو او ناپاک پروسس کولو ټیکنالوژۍ پراساس، د کورني سبسټریټ حاصل له 50٪ څخه کم دی، او مختلف عوامل د سبسټریټ او ایپیټیکسیل لوړ نرخونو لامل کیږي.
په هرصورت، د سیلیکون کاربایډ وسیلو او سیلیکون پر بنسټ وسیلو لګښت ترکیب په متناسب ډول برعکس دی، د مخکینۍ چینل سبسټریټ او ایپیټیکسیال لګښتونه په ترتیب سره د ټول وسیلې 47٪ او 23٪ جوړوي، چې ټولټال شاوخوا 70٪ جوړوي، د شاته چینل د وسیلې ډیزاین، تولید او سیل کولو لینکونه یوازې 30٪ جوړوي، د سیلیکون پر بنسټ وسیلو تولید لګښت په عمده توګه د شاته چینل د ویفر تولید کې شاوخوا 50٪ متمرکز دی، او د سبسټریټ لګښت یوازې 7٪ جوړوي. د سیلیکون کاربایډ صنعت زنځیر د ارزښت د پورته کیدو پدیده پدې معنی ده چې د اپ سټریم سبسټریټ ایپیټیکسي جوړونکي د خبرو کولو اصلي حق لري، کوم چې د کورنیو او بهرنیو تصدیو د ترتیب کلیدي ده.
د بازار له متحرک نظره، 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 لپاره یوه پخه لاره هم وه، د ولف سپیډ معلومات ښیې چې د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ له 6 انچو څخه 8 انچو ته لوړ شوی، د وړ چپ تولید کولی شي 80٪-90٪ زیات شي، او د حاصلاتو ښه کولو کې مرسته وکړي. کولی شي د ګډ واحد لګښت 50٪ کم کړي.
۲۰۲۳ کال د "۸ انچه SiC لومړی کال" په نوم پیژندل کیږي، سږ کال، کورني او بهرني سیلیکون کاربایډ جوړونکي د ۸ انچه سیلیکون کاربایډ ترتیب ګړندی کوي، لکه د سیلیکون کاربایډ تولید پراختیا لپاره د ۱۴.۵۵ ملیارد امریکایی ډالرو ولف سپیډ لیوني پانګونه، چې یوه مهمه برخه یې د ۸ انچه SiC سبسټریټ تولید فابریکې جوړول دي، ترڅو یو شمیر شرکتونو ته د ۲۰۰ ملي میتر SiC بې رنګه فلزاتو راتلونکي عرضه یقیني کړي؛ کورني تیانیو اډوانسډ او تیانکی هیدا هم د انفینون سره اوږدمهاله تړونونه لاسلیک کړي ترڅو په راتلونکي کې د ۸ انچه سیلیکون کاربایډ سبسټریټ عرضه کړي.
د روان کال څخه پیل، د سیلیکون کاربایډ به له ۶ انچو څخه ۸ انچو ته ګړندی شي، ولف سپیډ تمه لري چې تر ۲۰۲۴ پورې، د ۸ انچو سبسټریټ د یونټ چپ لګښت به د ۲۰۲۲ کال د ۶ انچو سبسټریټ د یونټ چپ لګښت په پرتله له ۶۰٪ څخه ډیر کم شي، او د لګښت کمښت به د غوښتنلیک بازار نور هم پرانیزي، د جی بانډ کنسلټینګ څیړنې معلوماتو په ګوته کړې. د ۸ انچو محصولاتو اوسنی بازار ونډه له ۲٪ څخه کمه ده، او تمه کیږي چې د بازار ونډه به تر ۲۰۲۶ پورې شاوخوا ۱۵٪ ته لوړه شي.
په حقیقت کې، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ په بیه کې د کمښت کچه ممکن د ډیری خلکو له تصور څخه زیاته وي، د 6 انچ سبسټریټ اوسنی بازار وړاندیز 4000-5000 یوان / ټوټه دی، د کال د پیل په پرتله خورا راټیټ شوی، تمه کیږي چې راتلونکی کال به د 4000 یوان څخه ښکته راشي، دا د یادونې وړ ده چې ځینې تولید کونکو د لومړي بازار ترلاسه کولو لپاره، د پلور نرخ لاندې لګښت کرښې ته راټیټ کړی، د نرخ جګړې ماډل پرانیست، په عمده توګه د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ عرضه کې متمرکزه ده د ټیټ ولټاژ په ساحه کې نسبتا کافي ده، کورني او بهرني تولید کونکي په جارحانه توګه د تولید ظرفیت پراخوي، یا د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ د ډیر عرضه کولو مرحله د تصور څخه دمخه پریږدي.
د پوسټ وخت: جنوري-۱۹-۲۰۲۴