SiC功率半導(dǎo)體器件需求年增29%，X-FAB計(jì)劃倍增6英寸SiC代工產(chǎn)能

　　隨著提高效率成為眾需求中的重中之重，并且能源成本也在不斷增加，以前被認(rèn)為是奇特且昂貴的碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等技術(shù)，現(xiàn)已變得更具性價(jià)比。此外，隨著市場的增長，由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，SiC或GaN晶體管和二極管在經(jīng)濟(jì)上也越來越具有吸引力。

　　功率半導(dǎo)體(如二極管和MOSFET)可以通過幾種機(jī)制顯著節(jié)省能源。與傳統(tǒng)的硅器件相比，SiC二極管可以實(shí)現(xiàn)短得多的反向恢復(fù)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)。此外，其反向恢復(fù)電荷要少很多，從而可降低開關(guān)損耗。此外，其反向恢復(fù)電荷要少很多，從而可降低開關(guān)損耗。就其本身而言，SiC MOSFET沒有傳統(tǒng)硅IGBT關(guān)斷特性中所具有的拖尾電流，因此可以將關(guān)斷損耗降低多達(dá)90%，同時(shí)可以增加開關(guān)頻率，從而減少對(duì)外部平波電容的依賴。此外，SiC的寬帶隙特性，可使高壓晶體管的溝道設(shè)計(jì)得很窄，從而使單位面積上的RDS(ON)降低，而使采用標(biāo)準(zhǔn)功率封裝的SiC器件能夠?qū)崿F(xiàn)比采用同類封裝的相應(yīng)硅器件更低的傳導(dǎo)損耗。

　　由于可同時(shí)實(shí)現(xiàn)低開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，并可實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓，因此工程師可設(shè)計(jì)具有低分布電流(即低I2R損耗)的高效高壓電路。這在數(shù)據(jù)中心電源等電路中越來越重要——隨著數(shù)據(jù)中心面臨用戶數(shù)增加、消費(fèi)者對(duì)流媒體服務(wù)的需求、對(duì)云分析和存儲(chǔ)越來越依賴，以及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)迅速發(fā)展的影響等趨勢，服務(wù)器需要更高的功率來處理越來越多的計(jì)算負(fù)載。

　　根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Yole Développement的數(shù)據(jù)，全球SiC功率半導(dǎo)體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，2017~2023年的市場規(guī)模年復(fù)合成長率(CAGR)為29%，推動(dòng)力來自混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車、電力和光伏(PV)逆變器等方面的需求。

　　為滿足客戶對(duì)高性能功率半導(dǎo)體器件日益增長的需求，德國模擬/混合信號(hào)和特種晶圓代工廠X-FAB計(jì)劃將其位于美國德州拉伯克市的6英寸SiC工藝產(chǎn)能提高一倍。X-FAB被認(rèn)為是第一家在6英寸晶圓上提供SiC工藝的晶圓代工廠，此次擴(kuò)產(chǎn)也表明了其對(duì)SiC技術(shù)和代工業(yè)務(wù)模式的承諾。

　　為此，該公司購買了第二臺(tái)加熱離子注入機(jī)，將于今年底交付，并于明年第一季度開始生產(chǎn)(以及時(shí)滿足近期的需求預(yù)期)。

　　X-FAB表示，其6英寸SiC工藝在功率半導(dǎo)體方面的優(yōu)勢包括高工作電壓、顯著降低晶體管導(dǎo)通電阻、更低的傳輸和開關(guān)損耗、擴(kuò)展的工作溫度范圍、導(dǎo)熱系數(shù)更高、工作頻率更高、寄生電容更低等等，可使客戶實(shí)現(xiàn)高效功率半導(dǎo)體器件，包括MOSFET、JFET和肖特基二極管等。

　　X-FAB指出，采用SiC功率器件的系統(tǒng)將受益于系統(tǒng)尺寸和重量的減小。此外，由于這類器件散熱較少，與類似的功率半導(dǎo)體技術(shù)相比，效率更高。這些優(yōu)勢對(duì)于用于電動(dòng)汽車、風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽轉(zhuǎn)換器中使用的開關(guān)電源及電源轉(zhuǎn)換器尤為關(guān)鍵。寬工作溫度范圍則提高了器件的可靠性，特別是在飛機(jī)、電動(dòng)賽車和火車機(jī)車等主要工業(yè)應(yīng)用中。在便攜式醫(yī)療設(shè)備和混合動(dòng)力電動(dòng)車等應(yīng)用中，減小尺寸和重量則非常關(guān)鍵。

　　“隨著SiC的日益普及，我們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到增加離子注入能力對(duì)于我們?cè)赟iC市場的持續(xù)制造的重要性?！盭-FAB Texas首席執(zhí)行官Lloyd Whetzel表示，“這只是我們針對(duì)特定SiC制造工藝改進(jìn)的整體投資計(jì)劃的第一步，這一步也同時(shí)展示了X-FAB對(duì)SiC行業(yè)的承諾，并保持我們?cè)赟iC代工業(yè)務(wù)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。”

　　值得注意的是，由于看好功率半導(dǎo)體市場的增長前景，上個(gè)月日本半導(dǎo)體廠商羅姆也宣布在2026年3月以前投資600億日?qǐng)A(約5.6億美元)，讓SiC功率半導(dǎo)體產(chǎn)能提高16倍。