SiC“降成本”话题备受关注 从工艺到供应链仍待持续优化

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2019-05-05 10:22

sic 工艺 供应链

  由此可见,SiC要想真正在汽车充电桩市场大展拳脚,当前最亟待突破的关卡即是“成本”。尽管多年以来,大到行业巨头小到新晋厂商都在不断加大力度推进SiC器件成本的降低,但受限于量产工艺和器件设计、技术等多层因素,SiC器件的价格现在仍然普遍处于Si器件价格3-5倍左右的高位,这也为当前充电桩市场批量导入SiC器件构建了颇高的壁垒。

  对此,刘诚解释到:“目前,限制碳化硅功率器件成本降低的主要因素有以下三个方面:一是碳化硅材料的生长相比硅要慢,生产效率不高;二是因为碳化硅材料的硬度很高,对切割耗材(如金刚石线)的损耗比较大,这对设备及其它生产工艺过程的要求也更高,从而增加了生产成本;三是由于碳化硅功率器件的工艺要求比硅功率器件的工艺要求高,这也造成了产品良率偏低,限制了碳化硅功率器件成本的下降。”


  从刘诚的分析中可以看出,阻碍SiC成本降低的因素无一离不开“工艺”二字。更进一步分析,某业内人士告知记者,“在工艺层,SiC器件价格高昂主要是受基板以及外延的成本的影响,同时也和原料晶柱的品质不稳定等有很大关系。与采用Czochralski工艺进行大量生长硅基板从而令每个晶锭得到数千个芯片不同,SiC外延芯片是在高温CVD反应器内生长的,这样会使得SiC的生产能力大幅降低 (每次仅能达到10-20个芯片),这种工艺的低生产力也直接导致了SiC基板的高成本。过去,基板成本每年降低7%到10%,且由于工业等领域对宽带隙器件兴趣日渐浓厚,市场上的SiC基板厂家也日益增多了起来(包括中国国内)。所以,随着更多的生产能力逐步上线,加上全球诸如英飞凌、ST等各主流玩家在6英寸晶片上的投入日益增多,预期SiC基板的成本接下来也会呈现急剧下降的态势。”

  的确,对于“降成本”这一话题,很多企业都是饶有兴致,刘诚认为:“从我们半导体企业的角度来看,我们一是要通过不断对碳化硅器件设计和生产工艺进行优化,提高产品性能和良率,从而降低器件的成本;二是优化整合供应链,在保证产品性能和质量的前提下积极选用国产衬底和外延,降低器件成本。”

  另一方面,如今全球尤其是国内的SiC器件供应商正日益增多,在中国政府的推动下本土SiC产业链也正逐步趋于完善,无论是单晶衬底、外延片、器件设计、模组抑或是器件制造等各个环节均涌现出一大批的“新玩家”。水原德健表示:“随着主要供应商生产能力的提高和更多供应商的加入,产品的价格会下降,产品价格的下降会带来市场上更大规模的应用,而市场上大规模的应用又会反过来促使产品生产率的提高,价格下降会更有空间,进入一个良性循环。罗姆非常看好SiC的应用前景,在去年10月份正式宣布在日本国内新建一座SiC芯片及器件的加工工厂--ROHMApollo(Fukuoka)工厂。该工厂在2020年建成后将大幅提高罗姆的SiC产品供应能力,预计2025年罗姆的SiC生产能力会达到2017年的16倍。”

  若具体到充电桩的应用的角度来看,业界SiC代表厂商产品线某负责人认为:“其实对于每一个应用,我们不能够只停留在其表面来看待成本问题,还要具体到应用中去计算它的整体成本,要用完全不同的方式来算。就如充电桩这类应用,其实它省的甚至是用户的空间以及租金的成本。以国内市场为例,现在其实存在一个普遍的问题,那就是很多城市越来越没有地方安充电桩了,小区都安满之后,不是很容易,地方就那么多。反而从我理解,增加了碳化硅做进去,反而不见得需要那么多充电桩了,因为单个充电桩的充电时间减短了,续航里程又拉长了,其实对充电桩的数量需求反而是减少了,反而是充电时间长,续航历程短,你还需要大批的充电桩,这就非常不划算。所以,我认为如果把碳化硅引进来以后,以前可能需要1万个充电桩,现在可能只需要5000个,因为你的续航历程长了,不需要这么密了,省了租金、省了成本,同时也给用户省了很时间,提高了效率,整体算下来价格还比Si基器件的设备要便宜一些。”(责编:June)



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