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第三代半导体材料SiC发展聚焦,国内碳化硅产业链企业大盘点

时间:2018-12-07 13:46来源:股市分析 作者:财经在线 点击:

第三代半导体材料SiC发展聚焦,国内碳化硅产业链企业大盘点

  今年的半导体产业,碳化硅(SiC)颇为火热。

  前不久,英飞凌宣布以1.39亿美元收购初创企业Siltectra,获得后者创新技术ColdSpilt以用于碳化硅晶圆的切割上,进一步加码碳化硅市场,X—Fab、日本罗姆等企业早些时候也相继宣布将扩大碳化硅产能,碳化硅产业海外重要玩家已开始备战。

  那么国内SiC市场又是何种景象?事实上,今年以来关于碳化硅相关消息已越来越多地出现。近期山东天岳碳化硅材料项目在浏阳高新区开工,项目总投资30亿元,一期主要生产碳化硅导电衬底、二期主要生产功能器件;时间再往前,今年9月芯光润泽国内首条碳化硅IPM产线正式投产......

  热度渐起,那么国内碳化硅产业发展现状如何?又有哪些厂商在攻关碳化硅产业?

  国内碳化硅产业发展现状

  碳化硅为第三代半导体的主要代表之一,拥有禁带宽度大、器件极限工作温度高、临界击穿电场强度大、热导率等显著的性能优势,在电动汽车、电源、军工、航天等领域备受欢迎,为众多产业发展打开了全新的应用可能性,被行业寄予厚望。

  从产业链角度看,碳化硅包括单晶衬底、外延片、器件设计、器件制造等环节,但目前全球碳化硅市场基本被在国外企业所垄断。

  在全球市场中,单晶衬底企业主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等,外延片企业主要有DowCorning、II-VI、Norstel、Cree、罗姆、三菱电机、Infineon等,器件方面,全球大部分市场份额被Infineon、Cree、罗姆、意法半导体等少数企业瓜分。

  由于碳化硅产业环节如芯片性能与材料、结构设计、制造工艺之间的关联性较强,不少企业仍选择采用IDM模式,如罗姆和Cree均覆盖了碳化硅衬底、外延片、器件、模组全产业链环节,其中Cree占据衬底市场约40%份额、器件市场约23%份额。

  事实上,目前整个碳化硅产业尚未进入成熟期,但国际厂商已实现多个环节规模量产技术瓶颈的突破,并已摩拳擦掌、即将掀起一场大战,而国内碳化硅产业仍处于起步阶段,与国际水平仍存在差距。

  如今SiC器件在国内光伏逆变器、车载充电器、充电桩等领域虽已开始应用,但国内市场上大部分碳化硅功率器件依赖进口,主要为Cree、Infineon、罗姆等占有。

  不过,近年来国内已初步建立起相对完整的碳化硅产业链体系,包括有IDM厂商中车时代电气、世纪金光、泰科天润、扬杰电子等,单晶衬底企业山东天岳、天科合达、同光晶体等,外延片企业天域半导体、瀚天天成等,部分厂商已取得阶段性进展。

  单晶衬底方面,目前国内可实现4英寸衬底的商业化生产,山东天岳、天科合达、同光晶体均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。

  外延片方面,国内瀚天天成和天域半导体均可供应4-6英寸外延片,中电科13所、55所亦均有内部供应的外延片生产部门。

  器件方面,国内600-3300 V SiC SBD已开始批量应用,有企业研发出1200V/50A SiC MOSFET;泰科天润已建成国内第一条碳化硅器件生产线,SBD产品覆盖600V-3300V的电压范围;中车时代电气的6英寸碳化硅生产线也于今年1月首批芯片试制成功。

  模块方面,国内已开发出1200V/50-400A全SiC功率模块、600-1200V/100-600A混合SiC功率模块;今年9月18日,厦门芯光润泽国内首条碳化硅 IPM产线正式投产。

  总体而言,国内已初步形成了涵盖各环节的碳化硅产业链,在央地政府政策的支持以及市场需求的驱动下,国内企业正在努力跟跑赶超。

  盘点国内碳化硅产业链企业

  单 晶 衬 底

  山东天岳先进材料科技有限公司

  山东天岳先进材料科技有限公司成立于2010年10月,山东天岳晶体材料公司是其旗下控股公司。山东天岳是山东大学晶体研究所的产业化基地,主要从事宽禁带碳化硅半导体衬底的研发与生产,广泛应用于电力输送、航空航天、新能源汽车、半导体照明、5G通讯等技术领域。

  截至目前,山东天岳累计投资15亿元建成了碳化硅单晶衬底材料产业化基地。2017年,山东天岳自主开发了全新的高纯半绝缘衬底材料,目前量产产品以4英寸为主,此外其4H导电型碳化硅衬底材料产品主要有2英寸、3英寸、4英寸及6英寸。山东天岳还独立自主开发了6英寸N型碳化硅衬底材料,现在产品正处于工艺固化阶段。

  今年5月,山东天岳董事长宗艳民在接受媒体采访时表示,山东天岳的碳化硅衬底订单已接到明年下半年。11月中旬,山东天岳碳化硅材料项目在浏阳高新区开工,项目总投资30亿元,一期主要生产碳化硅导电衬底、二期主要生产功能器件。

  北京天科合达半导体股份有限公司

  北京天科合达半导体股份有限公司成立于2006年9月,由新疆天富集团、中国科学院物理研究所共同设立,专注于第三代半导体碳化硅晶片研发、生产和销售。天科合达在北京总部拥有一个研发中心和一个集晶体生长-晶体加工-晶片加工-清洗检测的全套碳化硅晶片生产基地,新疆子公司主要进行碳化硅晶体生长。

  天科合达在国内首次建立了完整的碳化硅晶片生产线、实现碳化硅晶体的产业化,打破了国外长期的技术封锁和垄断,向国内60余家科研机构批量供应晶片2~4英寸碳化硅单晶衬底(包括半绝缘体、导电、沿C轴和偏角度等),已形成一条年产量达7万片的生产线。今年7月消息显示,天科合达6英寸碳化硅晶片正在准备中,尚未实现批量生产。

  2018年10月19日,天科合达在徐州经开区投资的碳化硅晶片项目正式签约。

  河北同光晶体有限公司

  河北同光晶体有限公司成立于2012年,主要从事第三代半导体材料碳化硅衬底的研发和生产。同光晶体的主要产品包括4英寸和6英寸导电型、半绝缘碳化硅衬底,其中4英寸衬底已达到世界先进水平,目前已建成完整的碳化硅衬底生产线。

  同光晶体先后承担了国家863计划“大功率GaN电子器件用大尺寸SiC衬底制备及外延技术研究”课题、国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项“中低压SiC材料、器件及其在电动汽车充电设备中的应用示范”课题,前者已通过验收。

  2017年10月,同光晶体联合清华大学、北京大学宽禁带半导体研究中心、中国科学院半导体研究所、河北大学共同搭建了“第三代半导体材料检测平台”。

  中科钢研节能科技有限公司

(责任编辑:admin)
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