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辽宁快乐12走势图小:碳化硅(SiC)代工業務即將興起?

2020-01-29 11:35:22 來源:EETOP、semiengineering

辽宁快乐12任八中奖 www.fszfoj.com.cn 然而,對碳化硅代工供應商和他們的客戶來說,要想在市場上取得顯著的進展并不容易。它們正面臨來自Cree、英飛凌(Infineon)、Rohm和意法半導體(STMicroelectronics)等傳統SiC器件供應商的激烈競爭。

在SiC中,集成器件制造商(IDM)占據主導地位。Cree,Rohm和其他公司在自己的工廠生產器件,并以自己的品牌名稱出售。
SiC代工業務剛剛起步。不過,在某些時候,SiC代工廠希望復制成功的硅代工廠的模式。在這種模式下,許多芯片公司將其IC生產外包給了臺積電、三星、GlobalFoundries和SMIC等硅代工廠。這些硅代工供應商未參與SiC的代工。目前SiC代工業務仍然很小。
YoleDéveloppement分析師Hong Lin說:“當您談論硅代工廠模式時,它是非常成功的。” “我并不是要說碳化硅的代工沒有機會。在功率半導體行業,如果我們關注當今的IGBT設計,這里有很多代工廠,但這更多是IDM業務。”
  • X-Fab(德國)在其位于美國的晶圓廠中的SiC代工能力翻了一番。

  • Clas-SiC(英國),Episil(中國臺灣),三安(中國)和YPT(韓國)最近進入了SiC代工業務。

  • 一些IDM和硅代工廠也在探索市場。
“在我們的預測中,2020年仍將增長,” Yole的Lin說。“如果我們看看5年的復合年增長率,它接近30%。如果我們看一下今年,有一些產品將繼續上升。但真正的增長,尤其是汽車市場的增長,要晚一些,而不是在2020年。
SiC也具有競爭力。幾乎有兩個碳化硅器件供應商參與了該業務的競爭。“市場仍然非常新生。我們仍處于階段,在這里看到越來越多的公司。我們可能會看到它進入整合階段。” 預測無晶圓廠公司是否成功還為時過早。今天,現在說還為時過早。”
SiC功率半導體是市場上許多類型的功率器件之一。功率半導體是用作開關的專用晶體管。它們允許電源在“開”狀態下流動,并在“關”狀態下截止。這些器件提高了效率,并將系統中的能量損失降至最低。
IGBT用于400伏至10千伏的應用,包括:汽車、工業和其他應用等。
UMC公司市場營銷副總裁Steven Liu表示:“由于SiC和GaN與諸如功率MOSFET和IGBT的硅基同行相比,具有更高的效率和更小的外形特性,因此它們是電力半導體市場上很有前途的元件。” “在具有相同的相對電壓和電流處理能力的情況下,器件的尺寸可以小得多。GaN已經在600伏及以下的應用中取得進展,而SiC已經在1200伏特及以上的應用得到了更多的進展。”
目前SiC的缺點是成本,該器件比功率MOSFET和IGBT更加昂貴。
功率半導體與數字CMOS芯片不同。它們可以承受系統中的高壓和大電流。
半功率段是不同的。UMC的劉表示:“許多代工廠為包括UMC在內的客戶提供MOSFET / IGBT生產服務。” “但是,就出貨量而言,IDM仍然繼續主導分立IC。”
每個fabless客戶可能有不同的工藝過程。因此,代工廠必須為眾多客戶移植和維護不同的流程。
有幾個原因。簡而言之圍繞代工廠中的工藝開發和優化了給定的設備。器件和工藝在工廠中是緊密耦合的。因此,重點是開發專有流程,而不是IC設計。實際上,設計和過程是相同的。
因此,從傳統的角度來看,SiC功率器件不是一個真正的電路。Palmour說:“這是一堆并聯的小離散MOSFET。” 
并非所有IDM都一樣。一些是垂直整合的。例如,Cree制造自己的SiC襯底。它不僅將基材用于自己的產品,而且還將其出售給競爭對手。此外,Cree制造并銷售SiC設備給客戶。
很多IDM并不是垂直集成的。大多數都從Cree,Rohm或第三方供應商那里購買基板。
最大的挑戰是SiC襯底。它太貴了,從而推高了SiC功率器件的成本。KLA產品營銷經理Mukund Raghunathan表示:“我們在SiC市場上看到的一個關鍵挑戰是,以合理的價格為為任何公司的生產計劃確保高質量的基板。”
ASE公司業務發展高級副總裁Rich Rice說:“與硅相比,碳化硅存在很多挑戰,碳化硅更加難以處理,研磨和鋸切。”
在SiC晶片工藝之后,在襯底上生長外延層。然后在晶圓廠中對晶片進行處理,從而制成SiC器件。
談到晶圓處理和等離子蝕刻,對于非平面SiC器件,溝槽輪廓有兩種選擇。用戶要求沒有微溝槽(平底)或底部倒圓(試管形狀)的溝槽。SPTS總裁兼KLA高級副總裁Kevin Crofton表示:“無論使用哪種輪廓,都需要使用端點來將蝕刻前沿停止在正確的深度。” “對于SiC器件,通過PVD進行膜沉積與硅MOSFET線中使用的非常相似。在這兩種應用中,設備制造商都希望沉積無缺陷的厚(大于4微米)鋁合金。挑戰之一是不使用須晶就以高速率沉積這些薄膜。另一個挑戰是跟蹤和對齊晶圓處理系統周圍的透明晶圓,特別是使用舊式硬件。”
fabless模式
在CMOS中,這種關系通常稱為fabless代工模式。該模式于1980年代首次引入。
KLA的Raghunathan說:“fabless模式允許初創企業和較小的公司測試其產品而無需大量的工藝設備投資。” 相反,傳統的晶圓廠保留了成為主要客戶首選戰略供應商的優勢。兩種模式都在發揮各自的優勢,滿足當前行業格局的各種需求,并找到共存的方式。”
作為其努力的一部分,PowerAmerica在2016年為X-Fab提供了支持,該工廠正在(并且仍在)在其德克薩斯州150毫米晶圓廠開發SiC代工服務。X-Fab與PowerAmerica合作,設計了用于制造SiC器件的工藝套件和其他技術。
今天,X-Fab已與數個SiC客戶一起投入生產。但是建立SiC代工業務帶來了一些挑戰。X-Fab業務部經理ChristopherToelle表示:“需要進行投資以在批量生產之前提供相當大的支持創建合適的代工基礎設施以適應SiC電力客戶的需求也很重要。”
  • 開發與現有代工有競爭力的成本結構。

  • 說服IDM通過代工廠的生產來補充其內部能力。

  • 引入合適的人才來開發和安裝新的流程。
擁有晶圓廠很有意義。但據UnitedSiC稱,除非每月可以處理10,000至30,000個SiC晶片,否則建造一個晶圓廠在經濟上沒有意義。
擁有代工廠只是其中的一部分。“作為一家fabless公司,您必須購買基板并在其上進行磊晶處理。然后,您需要代工廠和封裝廠。” Dries說。“作為一家fabless公司,我們如何與更大的垂直整合競爭對手競爭?您必須創新垂直整合的競爭對手。這正是我們所做的。我們擁有當今世界上最低的特定導通電阻設備。”
不過,有些客戶在與fabless公司打交道時可能會有些不快。為了幫助解決問題,UnitedSiC具有強大的后盾。ADI已投資了UnitedSiC,并與該公司簽訂了供應協議。
還有其他障礙。在CMOS中,許多IDM停止建造高級晶圓廠,因為它們太貴了。相反,許多IDM決定將其部分或部分生產外包給代工廠。目前尚不清楚外包模式是否適用于SiC IDM。
顯然,由于電動汽車市場的潛在需求,SiC是一個熱門市場。反過來,這吸引了越來越多的新參與者,包括設備制造商和代工廠。
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