全球“双碳”背景下，绿色能源的普及和汽车电动化已经逐渐成为了趋势。特斯拉首次将意法半导体生产的24个SiC MOSFET功率模块引入其Model 3的主逆变器中，推动了碳化硅功率器件市场的增长。
我国SiC衬底技术发展现状（来源：CASA）
在SiC器件构造中，衬底（47%）的占比最高，而且衬底相关的技术壁垒非常高。国内碳化硅衬底目前暂时止步于6英寸及以下水平，对比国外：美国半导体厂商Wolfspeed已经研发出8英存衬底产品并开始建设生产线；法国Soitec也于今年5月4号发布了新型20mm的8英寸碳化硅衬底，II-VI公司成功研制出8英寸导电型碳化硅衬底。我国预计在十四五时期（预计在2025年前）突破8英寸衬底的关键技术。
SiC衬底制作工艺流程（来源：五矿证券研究所）
碳化硅衬底的生产成本高，而且制作工艺技术密集，生产难度大，在制作流程中存在很多还没有被解决的问题：
制作流程的第一步是将合成的碳化硅粉在氩气环境下加热到2500℃以上，破碎、清洗之后得到适合生长的高纯度的碳化硅微粉原料。
再采用PVT（物理气相传输）法生长，难点大多存在于这个过程中。第一是要精准控制生长温度梯度，因为SiC需要在2300℃以上的高温环境中生长，第二：碳化硅生长周期很长，Si晶绽2至3天就能拉出约2m长的8英寸硅晶棒，但是碳化硅需要7天才能拉一个约2cm的碳化硅晶棒，冗长的时间也是SiC MOSFET现在无法在电动车上广泛普及的重要因素。
第三是由于晶体的类型繁杂，生长过程中要严格控制硅碳比，晶体生长速率，气流气压等参数，否则容易产出失败晶体，工程师在检查晶体的过程中经常会识别到晶体内部出现的大量“死区”，原因为堆垛错层（正常堆垛顺序中引入不正常顺序堆垛的原子面而产生的一类面缺陷，或者晶体结构正常的周期重复堆垛顺序在某二层间出现了错误）。
除此之外，晶体由6英寸向8英寸扩径的难度也很大，由于物理气相传输法(physical vapor transport， PVT)是目前最成熟的晶体生长技术，通俗来说：PVT技术类似于蒸锅锅盖上水蒸气的凝结，凝结长大的籽晶成品率低，确限度高，随着晶体尺寸扩大，生长难度工艺更是呈几何级增长。
目前有望取代PTV法的技术是顶部籽晶溶液生长法（TSSG），它成本更低，对高温环境要求小，可以让碳化硅晶体在低于2000℃的环境下生长，而且晶体的质量更高，易扩径，能更好的实现稳定的p型掺杂，不过其缺点在于籽晶生长周期过慢，晶体生长的尺寸小。
导电型SiC衬底
碳化硅晶棒形成之后由于其硬度高（SiC的莫氏硬度：9.2-9.6），与金刚石（相对硬度：10）非常接近，切割时要严格把关晶片翘曲度(warp)，因为切割后得到的晶片翘曲度基本无法修复，所以对晶棒切割的技术要求也很高。晶棒切割现在广泛采用多线切割法：使用高速运动的钢线对晶棒进行摩擦切割，不过产出的晶片的翘曲度大多不符合要求，浪费原料增加成本。不过目前公开了一种新的粘棒方法，在碳化硅的端面粘贴陪片后再切割，这样能提高碳化硅晶棒端面镜片的质量和良品率。
-
微信扫一扫
一键转发 -
最前沿的电子设计资讯
请关注“电子技术设计微信公众号”
- 一种用于电路板回收的新基材：遇水能溶 英国的Jiva Materials公司开发了一种新型的PCB基材Soluboard，这种基材是由天然纤维包裹在一种无卤的聚合物中制成的，与行业内经常使用的FR-4基材不同，这种材料只要在90摄氏度左右的热水中浸泡30分钟，就可以分层溶解···
- Pickering的微型耐高压舌簧继电器现可在最高125℃的温 104HT系列适用于需要耐受高温的各种应用，包括电动车辆、太阳能、高压仪器、IC测试仪等。
- 点燃倍频紫外激光，中国创制世界首例全波段相位匹配晶体 日前，中国科学院新疆理化技术研究所成功创制一种新型非线性光学晶体——全波段相位匹配晶体，成为目前世界上首例实现全波段双折射相位匹配的紫外/深紫外倍频晶体材料。
- 世界上首台可见光波长飞秒光纤激光器问世 加拿大拉瓦尔大学的科研团队开发出了第一台可在电磁光谱的可见光范围内产生飞秒脉冲的光纤激光器，这种能产生超短、明亮可见波长脉冲的激光器可广泛应用于生物医学、材料加工等领域。
- Vishay推出额定电流高达7A的新款60V、100V和150V整流 器件厚度仅为0.88mm，有效节省空间，采用易于吸附焊锡的侧边焊盘封装，可改善热性能并提高效
- 意法半导体发布电流隔离高边开关,具备工业负载诊断控 意法半导体发布一个八路输出高边开关产品系列。
- 大联大世平集团推出基于雅特力（Artery）产品的高压直流无 大联大控股宣布，其旗下世平推出基于雅特力（Artery）AT32F413芯片的高压直流无刷电机驱动方案。
- 空中客车公司和意法半导体合作研发功率电子器件，助力飞 双方将合作研发先进功率半导体技术，推动航空业向混动和纯电动系统转型；合作研发的半导体器件将助力未来的混动直升机、飞机、以及空客的ZEROe（零排放飞机计划）和CityAirbus NextGen（下一代城市空中客车）中发挥重要作用
- Melexis发布新款电机驱动芯片，显著提高电动汽车机电热 Melexis最新推出电机驱动芯片MLX81334，可大幅优化电动汽车热力阀（精准的电池温度控制）和膨胀阀（热泵制冷循环），显著增加电动汽车续航里程。
- 东芝推出100V N沟道功率MOSFET，助力实现电源电路小型 采用最新一代工艺，可提供低导通电阻和扩展的安全工作区
- 氮化镓半导体：你所不知道的“进化史” 就在几年前，GaN还被认为是一种无用的半导体，这主要是因为GaN是一种非常不完美的晶体。因此，科学家和工程师克服了重重困难，才使GaN可用于各种应用。本文将介绍GaN技术的起源，让我们来先睹为快。
- 为什么越来越多的数据中心依赖GaN晶体管为服务器供电？ 有证据表明，GaN晶体管可以满足现代和未来数据中心的需求，同时让能源使用得到进步。
- 激发未来小小女工程师对STEM课程的兴趣，对工程界至关重要 泰克科技组合软件总经理Rick Khulman: “激发孩子们——尤其是女孩们对STEM的兴趣，对我本人乃至广大工程界
- 数据闭环——自动驾驶下半场的“入场券” 自动驾驶战争的上半场拼的是硬件和算法，下半场拼的则是数据和将数据点石成金的能力，即数据闭环能力。
- Nothing Ear（2）真无线降噪耳机拆解 在2023年3月，Nothing正式发布了全新迭代产品——Nothing Ear（2）真无线降噪耳机，在外观方面延续了家族式的透明元
- 小米Sound Move智能音箱拆解 Xiaomi Sound Move搭载4单元，采用双对称立体声学结构设计，通过高解析力双扬声器和双被动辐射器，经由小米声学金
- 射频传输线基础 今天大家一起学习一下射频传输线基础这篇讲义
- 奔驰半年成绩单：让赚钱变得更优雅！ 2023年上半年，梅赛德斯-奔驰集团呈现出强劲的财务表现和业务增长。本文详述各方面的具体表现。
- 自动驾驶对动力系统的影响 7月13日，由中国汽车工程学会、青岛市工业和信息化局主办，中汽翰思管理咨询公司协办的第十五届汽车动力系统技
- 红配绿，黑与白？什么样的配色才能俘获审稿人的芳心？ 好的科研绘图配色令人印象深刻，也能更准确地传递数据信息，今天小编就带大家看一下怎样去选择最适合自己数据，能
- AP AUTOSAR设计思想及原理 本文给大家分享一下在 AP AUTOSAR 里面我们怎么样去做一个设计，整个 AP 的设计思想及原理。
- 多合一电驱动系统设计和挑战 7月13日，由中国汽车工程学会等主办的第十五届汽车动力系统技术年会（TMC2023）在青岛举行。会上许多公司展示了引
- 电动化降价，智能化收费：未来汽车的双重变革 从2023年开始，价格战的阴影一直笼罩在汽车行业上面，“卷”是进行时，但是怎么”卷”出来是所有人考虑的问题。
- 宝华韦健TWS耳机PI7 S2评测 全新一代 Pi7 S2 的体验如何？耳机在保持上代经典「英伦风」的同时，又能带来哪些新体验呢？下面，就让我爱音频网带
- 瑞萨电子MCU和MPU产品线将支持Microsoft Visual Studio Code 客户现可以在VS Code中设计和调试瑞萨嵌入式处理器的软件，与瑞萨自有e2 Studio IDE相辅相成
- 逐点半导体IRX游戏体验品牌正式上线 从移动视觉处理方案到特定游戏调优，推动手游体验迈向新的征程
- 大联大世平集团推出基于onsemi产品的电动汽车（EV）充电桩方案 大联大控股宣布，其旗下世平推出基于安森美（onsemi）NTBG022N120M3S和NCD57084产品的电动汽车（EV）充电桩方案。
- 意法半导体发布创新红外传感器，提升楼宇自动化的人员存在和移动检 带有微加工热敏晶体管的高集成度、超低功耗传感器可取代传统的被动红外探测器
- 比科奇介绍其打造更加智能移动通信基础设施新愿景 比科奇在MWC上海世界移动通信大会期间介绍了其在引入人工智能（AI）等技术打造更加智能的移动通信基础设施方向
- WiSA E开发套件开始向全球发货，旨在统一非Sonos音频市场 面向中国、韩国、日本和美国的各大品牌发货
- 安森美和麦格纳签署战略合作协议，投资碳化硅生产以满足日益增长的 麦格纳将在其主驱逆变器方案中集成安森美的EliteSiC以增加电动汽车的续航里程和能效
- 小尺寸大功率Harwin连接器子系列可从360° EMC后壳中受益 Harwin公司宣布其Kona大功率连接器子系列现已推出带后壳的产品。
- Arm 扩大开源合作伙伴关系，加强投入开放协作 Arm 和我们的生态系统的关键信念之一是与开源社区合作，共创一个高度发达的 Arm 架构，使软件的落地更加稳定，从
- WiSA推出两款功能强大的新工具，用于实现、管理和测试WiSA技术支持 新工具可为客户提供全面支持，助其开发和制造采用WiSA E和WiSA DS设计、用于多声道音频的产品
- 艾迈斯欧司朗推出智能多像素EVIYOS 2.0 LED，适用于高精度自适应 EVIYOS 2.0具备高分辨率、完全防眩智能远光功能，在远光模式下自动降低眩光；EVIYOS 2.0将图像和安全警示投射
- 全新Arm IP Explorer平台助力SoC架构师与设计厂商加速IP选择 Arm推出全新Arm IP Explorer平台
