碳化硅具有高硬度、高脆性和低斷裂韌性等物理特性,因此其在工藝設(shè)計上有很多難點。相較于第一代半導(dǎo)體――硅,碳化硅的硬度非常大,其材料硬度為9.5,僅次于金剛石。這就意味著碳化硅的切割難度非常大,在做刻蝕、溝槽等工藝流程時難度很大。在磨削加工時也很容易引起材料脆性斷裂或產(chǎn)生嚴(yán)重表面損傷,影響加工的精度。如何攻克碳化硅技術(shù)難點對提高生產(chǎn)效率,減少成本有很大意義。

近年來,隨著國產(chǎn)化替代的呼聲越來越高,第三代半導(dǎo)體也迎來了發(fā)展熱潮?！笆奈濉币?guī)劃將第三代半導(dǎo)體納入國家集成電路行業(yè)發(fā)展的重點方向,給予國內(nèi)半導(dǎo)體生態(tài)政策上的支持。國內(nèi)半導(dǎo)體廠商紛紛加緊布局,試圖抓住機遇,擴大影響力。

“基本半導(dǎo)體將繼續(xù)吸納優(yōu)秀人才,加大研發(fā)投入,完善產(chǎn)品體系,加速產(chǎn)業(yè)鏈布局,推動國產(chǎn)碳化硅器件在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。基本半導(dǎo)體將以更積極的發(fā)展戰(zhàn)略邁向新征程,全力打造行業(yè)領(lǐng)先的碳化硅IDM企業(yè)?！被景雽?dǎo)總經(jīng)理和巍巍博士表示,基本半導(dǎo)體始終致力于推動碳化硅(SiC)半導(dǎo)體國產(chǎn)化替代,希望借助功率半導(dǎo)體技術(shù)升級出現(xiàn)的“彎道超車”機會努力發(fā)展,以創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級。

深圳基本半導(dǎo)體作為中國第三代半導(dǎo)體領(lǐng)軍企業(yè),擁有領(lǐng)先的碳化硅核心技術(shù),涉及碳化硅功率器件的材料制備、芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試、驅(qū)動應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈,致力于碳化硅功率器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。公司產(chǎn)品包括碳化硅肖特基二極管、碳化硅MOSFET、車規(guī)級全碳化硅功率模塊、功率器件驅(qū)動器等,廣泛應(yīng)用于新能源汽車、軌道交通、5G基站建設(shè)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。

第一代半導(dǎo)體材料硅在轉(zhuǎn)換效率、開關(guān)頻率和工作溫度等方面都有一定局限性,無法達到更高的要求。材料本身的瓶頸讓半導(dǎo)體行業(yè)不得不尋求新的材料以滿足更高的性能需求,碳化硅漸漸顯露出無法替代的優(yōu)勢。碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體材料,擁有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子飽和遷移速率高和擊穿電場高等物理特性,適用于高溫、高壓、高頻和大功率器件等領(lǐng)域。據(jù)Yole預(yù)測,2019年到2025年碳化硅功率器件市場規(guī)模將達到2562億美元,復(fù)合增長率高達30%。

圖:2019-2025功率碳化硅市場預(yù)測

基本半導(dǎo)體技術(shù)營銷副總監(jiān)劉誠在接受探索科技(TechSugar)采訪中提到,碳化硅具有高硬度、高脆性和低斷裂韌性等物理特性,因此其在工藝設(shè)計上有很多難點。相較于第一代半導(dǎo)體――硅,碳化硅的硬度非常大,其材料硬度為9.5,僅次于金剛石。這就意味著碳化硅的切割難度非常大,在做刻蝕、溝槽等工藝流程時難度很大。在磨削加工時也很容易引起材料脆性斷裂或產(chǎn)生嚴(yán)重表面損傷,影響加工的精度。如何攻克碳化硅技術(shù)難點對提高生產(chǎn)效率,減少成本有很大意義。這也是基本半導(dǎo)體一直以來的研發(fā)重點和方向。

隨著5G、新能源汽車的不斷發(fā)展,碳化硅功率器件的應(yīng)用也愈加廣泛。和燃油汽車相比,新能源汽車的核心部件從燃油發(fā)動機變成了電動機控制器。新能源汽車需求的體量很大,器件需求量持續(xù)增加,整個產(chǎn)業(yè)鏈投入增大,產(chǎn)品的迭代更新加速,碳化硅材料的應(yīng)用推進了半導(dǎo)體功率器件井噴式發(fā)展?！霸谀壳霸牧媳容^緊缺的狀態(tài)下,各個環(huán)節(jié)的工藝都很緊張,這點看來對整個行業(yè)的發(fā)展非常不利。但是對于國產(chǎn)半導(dǎo)體來說,這卻是一個很好的機會。”劉誠在采訪中表示。

基本半導(dǎo)體在深圳、北京、南京和日本均設(shè)有研發(fā)中心,擁有國際化的研發(fā)團隊。在2020年,基本半導(dǎo)體也積極布局國內(nèi)外生態(tài),在深圳和南京均開工建設(shè)了第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基地,主要進行碳化硅外延片的工藝研發(fā)和制造。此外,位于日本的車規(guī)級碳化硅功率模塊研發(fā)中心也已開始運營。基本半導(dǎo)體一直以來不斷加強碳化硅器件的核心技術(shù)研發(fā),拓展重點市場和制造基地建設(shè),積極助力國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。

國產(chǎn)的功率半導(dǎo)體一直以來都處于低谷,受眾較少,很難走到舞臺最前端。基于國內(nèi)品牌長期以來的表現(xiàn)無法達到關(guān)鍵應(yīng)用需求預(yù)期,業(yè)界對國產(chǎn)品牌信任度較低。然而近年來國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的可靠性和可控性逐漸提高,國內(nèi)功率半導(dǎo)體發(fā)展前景持續(xù)向好。

借由慕尼黑電子展的平臺,基本半導(dǎo)體對未來市場走向做出積極展望。劉誠表示:“作為國產(chǎn)企業(yè),我們首先要踏踏實實做事,把產(chǎn)品做扎實穩(wěn)定了,然后再一步步去迭代更新。只要產(chǎn)品質(zhì)量有保障,客戶自然而然會使用我們的東西。這是一個相互的過程,但歸根結(jié)底是要先把自己的產(chǎn)品做好。”