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低导通电阻高切换频率的优势

发布时间:2020/9/23 21:09:55 访问次数:881

SIC 晶片的壁垒较高,主要体现在下面几个方面:

精确调控温度:碳化硅晶体需要在 2,000℃以上的高温环境中生长,且在生产中需要精确调控生长温度,控制难度极大;

容易产生多晶型杂质:碳化硅存在 200 多种晶体结构类型,其中六方结构的 4H 型(4H-SiC) 等少数几种晶体结构的单晶型碳化硅才是所需的半导体材料,在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数,否则容易产生多晶型夹杂,导致产出的晶体不合格;

晶体扩径难度大:气相传输法下,碳化硅晶体生长的扩径技术难度极大,随着晶体尺寸的扩大,其生长难度工艺呈几何级增长;

硬度极大难切割:碳化硅硬度与金刚石接近,切割、研磨、抛光技术难度大, 工艺水平的提高需要长期的研发积累;

碳化硅晶片产业格局呈现美国全球独大的特点。以导电型产品为例,2018 年美国占有全球碳化硅晶片产量的 70%以上,仅 CREE 公司就占据60%以上市场份额,剩余份额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业占据。

由于碳化硅材料特殊的物理性质,其晶体生长、晶体切割、 晶片加工等环节的技术和工艺要求高,需要长期投入和深耕才能形成产业化生产能力,行业门槛很高。

后进入的碳化硅晶片生产商在短期内形成规模化供应能力存在较大难度,市场供给仍主要依靠现有晶片生产商扩大自身生产能力,国内碳化硅晶片供给不足的局面预计仍将维持一段时间。

上游 SIC 晶片主要用于 SIC 功率器件和 5G 高频射频器件,未来 10 年市场空间随着下游 SIC 功率器件+高频射频器件的增长而增长,我们预计将从 2020 年30 亿 RMB 到 2027 年接近 150 亿 RMB;

行业高增长+国产替代+高壁垒:天科合达/山东天岳可简单类比于 SIC 晶片领域的沪硅产业,而且传统硅片分布在日韩美五个巨头,而 SIC 晶片龙头 70%+的份额都在美国 CREE 和 II-VI 等公司,国产化也更迫切;在过去十年下游半导体的成长中,国内上游硅片商参与的有限;而这一次,未来 10 年的 SIC 器件和5G 高频射频器件中,国内的 SIC 晶片龙头将积极参与其中,行业爆发增长和国产化同时进行,可持续享受较高估值。

半导体材料目前经历了三个发展阶段,第一代的硅(Si)、锗(Ge);第二代开始由2种以上元素组成化合物半导体,如砷化镓(GaAs)、磷化铟 (InP);以及第三代的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带材料。碳化硅具备低导通电阻、高切换频率、耐高温与耐高压等优势, 在新能源车、光伏风电、不间断电源、家电工控等有广阔的应用前景。虽然成本目前仍然是制约碳化硅产业链发展的一大重要阻碍,但随着国内外相关产业的发展、成本不断降低,产业的发展爆发点降至。


(素材:eccn.如涉版权请联系删除)

SIC 晶片的壁垒较高,主要体现在下面几个方面:

精确调控温度:碳化硅晶体需要在 2,000℃以上的高温环境中生长,且在生产中需要精确调控生长温度,控制难度极大;

容易产生多晶型杂质:碳化硅存在 200 多种晶体结构类型,其中六方结构的 4H 型(4H-SiC) 等少数几种晶体结构的单晶型碳化硅才是所需的半导体材料,在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数,否则容易产生多晶型夹杂,导致产出的晶体不合格;

晶体扩径难度大:气相传输法下,碳化硅晶体生长的扩径技术难度极大,随着晶体尺寸的扩大,其生长难度工艺呈几何级增长;

硬度极大难切割:碳化硅硬度与金刚石接近,切割、研磨、抛光技术难度大, 工艺水平的提高需要长期的研发积累;

碳化硅晶片产业格局呈现美国全球独大的特点。以导电型产品为例,2018 年美国占有全球碳化硅晶片产量的 70%以上,仅 CREE 公司就占据60%以上市场份额,剩余份额大部分被日本和欧洲的其他碳化硅企业占据。

由于碳化硅材料特殊的物理性质,其晶体生长、晶体切割、 晶片加工等环节的技术和工艺要求高,需要长期投入和深耕才能形成产业化生产能力,行业门槛很高。

后进入的碳化硅晶片生产商在短期内形成规模化供应能力存在较大难度,市场供给仍主要依靠现有晶片生产商扩大自身生产能力,国内碳化硅晶片供给不足的局面预计仍将维持一段时间。

上游 SIC 晶片主要用于 SIC 功率器件和 5G 高频射频器件,未来 10 年市场空间随着下游 SIC 功率器件+高频射频器件的增长而增长,我们预计将从 2020 年30 亿 RMB 到 2027 年接近 150 亿 RMB;

行业高增长+国产替代+高壁垒:天科合达/山东天岳可简单类比于 SIC 晶片领域的沪硅产业,而且传统硅片分布在日韩美五个巨头,而 SIC 晶片龙头 70%+的份额都在美国 CREE 和 II-VI 等公司,国产化也更迫切;在过去十年下游半导体的成长中,国内上游硅片商参与的有限;而这一次,未来 10 年的 SIC 器件和5G 高频射频器件中,国内的 SIC 晶片龙头将积极参与其中,行业爆发增长和国产化同时进行,可持续享受较高估值。

半导体材料目前经历了三个发展阶段,第一代的硅(Si)、锗(Ge);第二代开始由2种以上元素组成化合物半导体,如砷化镓(GaAs)、磷化铟 (InP);以及第三代的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带材料。碳化硅具备低导通电阻、高切换频率、耐高温与耐高压等优势, 在新能源车、光伏风电、不间断电源、家电工控等有广阔的应用前景。虽然成本目前仍然是制约碳化硅产业链发展的一大重要阻碍,但随着国内外相关产业的发展、成本不断降低,产业的发展爆发点降至。


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