SiC 是一种硅和碳的化合物,可实现特别高效和坚固的功率半导体,并在系统级具有卓越的成本效益。英飞凌的 CoolSiCTM 品牌已经是业界最大的工业功率半导体应用产品组合。除了光伏转换器和工业电源之外,碳化硅的优势在电动汽车领域也尤为明显。碳化硅功率半导体用于电动汽车传动系统的主逆变器、车载电池充电单元和充电基础设施。该材料符合工业和汽车应用的最高质量标准。作为战略合作伙伴,II-VI 和英飞凌也在合作过渡到 200mm SiC 直径晶圆。
英飞凌扩充SiC供应商朋友圈近年来,在新能源汽车、光伏等行业带动下,SiC产业掀起了一股火热浪潮,包括英飞凌在内的全球半导体厂商都在积极行动,保障SiC功率器件供应,强强合作成为明智选择。
过去一年内,英飞凌加速扩充SiC朋友圈,以期在最短时间内将稳定的SiC材料产能收入囊中。2023年1月,英飞凌宣布扩大与Resonac Corporation(前身是昭和电工)的合作,在2021年建立合作关系的基础上,双方签订了新的SiC材料多年供货合同,进一步深化长期合作关系。
根据新协议,Resonac将为英飞凌提供生产SiC功率器件的SiC材料,包括6英寸和8英寸外延片。初期将以6英寸为主,后期也将供应8英寸SiC外延片,为英飞凌向8英寸晶圆转型提供材料支撑。
随后在2023年5月,国内SiC衬底两大巨头天岳先进、天科合达同时官宣与英飞凌签订了供货协议。根据官方介绍,天岳先进、天科合达将为英飞凌供应SiC衬底和晶锭。
值得一提的是,上述2家厂商的供应量均将占到英飞凌长期需求量的两位数份额。与此同时,天岳先进和天科合达也将助力英飞凌向8英寸SiC晶圆过渡。
不难看出,英飞凌SiC供应商朋友圈基本都是SiC材料领域实力派厂商,且遍及全球,未来或将有更多SiC材料头部企业与英飞凌携手合作。
SK Siltron CSS将为英飞凌提供150毫米SiC晶圆根据该协议,SK Siltron CSS将向英飞凌提供具有竞争力的高质量150毫米SiC晶圆,支持SiC半导体的生产。接下来,SK Siltron CSS将在协助英飞凌向200毫米晶圆直径过渡方面发挥重要作用。
2022年2 月,英飞凌宣布投资 20 多亿欧元,在马来西亚居林建设一座新的前道晶圆厂,以便扩大宽禁带材料产能,巩固其市场地位。第一批晶圆将于 2024 年下半年下线,届时,英飞凌的宽禁带材料制造能力将在现有奥地利菲拉赫工厂产能的基础上实现飞跃。
同年8月,英飞凌宣布将大幅扩建居林晶圆厂,在2022年2月宣布的原始投资基础之上,打造全球最大的200毫米碳化硅(SiC)功率半导体晶圆厂。这项扩建计划得到了客户的支持,包括汽车和工业应用领域约50亿欧元的新设计订单以及约10亿欧元的预付款。在未来五年内,英飞凌将再投入多达50亿欧元进行居林第三厂区(Module Three)的二期建设。
英飞凌相信,公司2025 财年的碳化硅收入将超过 10 亿欧元的目标将实现。而到2030年之前,该厂商希望占据全球30% 的SiC市场份额。
此前,根据该厂商披露,其已获得约50亿欧元的新设计订单,以及来自现有和新客户的10亿欧元左右的预付款,其中汽车领域包括六家整车厂,三家来自中国。客户包括福特、上汽和奇瑞。可再生能源领域的客户包括SolarEdge和中国三大领先的光伏和储能系统公司。此外,英飞凌和施耐德电气就产能预订达成一致,包括预付硅和碳化硅产品的费用。
SiC晶圆仍是SiC器件成本的大头截至 2022 年,SiC 晶圆仍占 SiC 器件成本的主要部分。
System Plus Consulting的技术和成本分析师 Amine Allouche在2021 年 SiC 晶体管比较报告中表示:“SiC 原始晶圆成本占 1200V SiC MOSFET 外延晶圆成本的 60% 以上。尽管 SiC 晶圆产能一直在扩大,但在质量、产量和成本方面仍有很强的创新动力”。
8 英寸 SiC 晶圆被认为是扩大生产规模的关键步骤。目标显然是提高产量并在下一轮竞争中获得优势。主要 IDM 正在开发自己的 8 英寸 SiC 晶圆制造能力;截至 2022 年,一些晶圆供应商已经开始出货样品。
在 Yole 的功率 SiC 预测中,6 英寸仍将是未来五年的领先平台。然而,2022 年开始推出 8 英寸的初始量,并将被市场参与者视为战略资源。
另一种方法是优化晶圆加工工艺,从而从单个 SiC 晶锭生产更多晶圆。DISCO 等解决方案供应商已开发出激光切割系统以提高产量。英飞凌科技已经对他们的冷分流技术进行了认证。
一些公司提出了“开箱即用”的想法,提出了非常不同的 SiC 晶圆制造方法。Soitec 应用他们的 SmartCut 技术生产具有较低缺陷率的薄层的 SiC 晶圆和具有较低电阻率的处理晶圆。一家日本公司 Sumitomo Metal Mining 计划在未来几年增加其工程化 SiC 晶圆。瑞典初创公司 KISAB 提供基于晶圆的方法来提供高质量的 SiC 晶圆。这些创新可能会在未来几年加速 SiC 的全球发展。
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