一個(gè)碳化硅芯片業(yè)余愛(ài)好者的學(xué)習(xí)筆記。文獻(xiàn)整理,業(yè)界新聞,偶有所得,天馬行空。本公眾號(hào)屬于個(gè)人學(xué)習(xí)筆記,僅為個(gè)人業(yè)余興趣愛(ài)好,不涉及任何商業(yè)目的。文中如果有引用不規(guī)范的地方敬請(qǐng)見(jiàn)諒。有人的愛(ài)好是養(yǎng)花養(yǎng)草唱歌釣魚(yú),也有人喜歡寫(xiě)Twiter博客抖音,我最近幾年,喜歡周末偶爾讀點(diǎn)書(shū)刷刷paper,看看前沿方向材料和器件技術(shù)發(fā)展。
做點(diǎn)有趣的事,做個(gè)有趣的靈魂。
這是個(gè)容易挨罵的話(huà)題,但對(duì)于我這種沒(méi)有任何利益相關(guān),又一貫喜歡胡說(shuō)八道的風(fēng)格來(lái)說(shuō),瞎聊聊湊個(gè)數(shù)也就無(wú)所謂。這關(guān)鍵還是給我們小圈子幾個(gè)人自己看的,提前寫(xiě)好了防止我自己到臨頭忘記幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)了。
熱度:和當(dāng)年LED差不多,但技術(shù)壁壘,比LED高幾個(gè)量級(jí);
一句話(huà)總結(jié)行業(yè)國(guó)內(nèi)主流技術(shù)方向的各個(gè)環(huán)節(jié):
1. 硅粉碳粉: 不是問(wèn)題
太陽(yáng)能行業(yè)還是做了不少好事,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)9N的硅粉也不是啥大問(wèn)題;
2. 碳化硅粉:5N湊合,6N有問(wèn)題;檢測(cè)體系不完善,大規(guī)模供應(yīng)這些近兩千臺(tái)爐子,年產(chǎn)幾百萬(wàn)片的幾十個(gè)襯底項(xiàng)目,真把爐子都開(kāi)起來(lái),粉料奇缺! 低于$100/kg的高質(zhì)量6N碳化硅粉料源,低成本技術(shù)方案,奇缺!
3. 碳化硅長(zhǎng)晶/晶圓 - 4H導(dǎo)電,奇缺
能上車(chē)的晶圓質(zhì)量,及產(chǎn)量,成本… 這個(gè)沒(méi)辦法,國(guó)內(nèi)真正在長(zhǎng)晶的,長(zhǎng)了二十多年,基本也到了一個(gè)瓶頸,也就是技術(shù)和燒錢(qián)迭代的瓶頸,6寸晶圓的缺陷密度/良率,需要再降低一兩個(gè)數(shù)量級(jí),這個(gè)需要的時(shí)間預(yù)計(jì)是,5-10年,讓一個(gè)企業(yè)集中所有國(guó)內(nèi)能長(zhǎng)晶的教授級(jí)高工,集中精力好好迭代往各個(gè)改善方向同時(shí)燒個(gè)幾百爐子,加快迭代進(jìn)度!關(guān)鍵是,現(xiàn)在這個(gè)爐耗產(chǎn)出比,它不賺錢(qián)有點(diǎn)憂(yōu)郁??!
那些個(gè)玩資本講故事的,不應(yīng)該算在這個(gè)產(chǎn)業(yè)。算在房地產(chǎn)行業(yè)更合適!
4. 碳化硅外延片
5-20um,N型外延,不是問(wèn)題;
襯底片不好,不夠,才是問(wèn)題!
5. 碳化硅器件- MPS/JBS二極管
二極管 - 650/1200V 20A及以下,良率不是問(wèn)題,成本性?xún)r(jià)比,湊合;能穩(wěn)定批量量產(chǎn)的,北京/無(wú)錫/上海/廈門(mén) 那四家廠(chǎng)都沒(méi)啥大問(wèn)題,[敏感詞]有問(wèn)題的是好的能上車(chē)的襯底片來(lái)源;
但1700V及以上的二極管,良率和批次穩(wěn)定性及綜合成本,依然不太樂(lè)觀(guān);我是看過(guò)其中幾家的實(shí)際數(shù)據(jù)的,關(guān)鍵是有時(shí)候還分析不清楚良率不好不穩(wěn)定的原因。不全在襯底和外延片質(zhì)量,數(shù)據(jù)對(duì)不上!
50A及以上的二極管,良率不好;但這有一多半是片子的問(wèn)題;
6. 碳化硅MOSFET器件- 平面結(jié)構(gòu)
3 - 10mOhm, 20A及以下,有一家真的是有四寸的批量,成本性?xún)r(jià)比和良率/可靠性,有待改善,暫時(shí)還不敢有企業(yè)裝上車(chē),做個(gè)充電樁充充電,可以有;
無(wú)錫/上海/廈門(mén) 那幾家廠(chǎng)都在開(kāi)發(fā)和樣品階段,沒(méi)什么批量數(shù)據(jù);
一句話(huà)總結(jié):平面MOSFET,能良率穩(wěn)定大批量量產(chǎn)上車(chē)的,沒(méi)有!
3mOhm 50A以上,批量穩(wěn)定良率超過(guò)40%,沒(méi)有!
7. 碳化硅MOSFET器件- 溝槽結(jié)構(gòu)
—— 五年計(jì)劃開(kāi)發(fā)中-ing…
完全自主專(zhuān)利結(jié)構(gòu)產(chǎn)品 — 沒(méi)有!
國(guó)外MOSFET器件情況:
1. CREE- 只做平面,沒(méi)有溝槽;但CREE平面結(jié)構(gòu)性能暫時(shí)兩三年還不差于溝槽;
2. 日本Rohm - 雙溝槽批量發(fā)貨;專(zhuān)利有點(diǎn)小問(wèn)題在打官司;可靠性之前雙向OBC有點(diǎn)小糾紛;
3. ST - 650V 50A特供特斯拉毛豆3,大概一千多臺(tái),車(chē)剛跑了一年多;
4. Infenion - 半包溝槽;
良率未知,但這個(gè)結(jié)構(gòu)[敏感詞]的優(yōu)勢(shì)就是在溝槽里比較結(jié)實(shí)點(diǎn);但將來(lái)如果8寸有了好光刻機(jī),進(jìn)一步縮減Pitch有點(diǎn)小困難;
一句話(huà)總結(jié):國(guó)外碳化硅MOSFET器件主要量產(chǎn)發(fā)貨是溝槽,已經(jīng)上車(chē)了,量能逐步放大;但聽(tīng)說(shuō)的是,普遍6寸片MOS良率,不到65%,加上可靠性篩選良率,也不太樂(lè)觀(guān)!但相比國(guó)內(nèi),至少五年差距!
IP布局方面,將來(lái)會(huì)不會(huì)形成硅
IGBT時(shí)代類(lèi)似的專(zhuān)利壁壘,不太好說(shuō)!
個(gè)人看法總結(jié):
1. 長(zhǎng)晶和襯底晶圓是“卡脖子”核心技術(shù),是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的共性技術(shù)。單個(gè)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的企業(yè)燒錢(qián)迭代有點(diǎn)困難,企業(yè)有盈利模式壓力,投資人需要盈利能力報(bào)表好看快速套現(xiàn),完全期望企業(yè)高投入高風(fēng)險(xiǎn)燒錢(qián)改進(jìn)迭代,動(dòng)力不大;
—— 需要有一個(gè)類(lèi)似德國(guó)Fraunhofer研究所,或者歐洲IMEC類(lèi)似的國(guó)家戰(zhàn)略投入的非盈利研究機(jī)構(gòu),來(lái)長(zhǎng)期投入,解決這種共性技術(shù)問(wèn)題!
2. 前沿器件新結(jié)構(gòu)研發(fā)
—不能再重復(fù)硅
IGBT的故事,溝槽結(jié)構(gòu),超結(jié)結(jié)構(gòu),需要提前布局研發(fā);各種靠譜不靠譜的可能結(jié)構(gòu)繁多,單靠企業(yè)投入研發(fā)成本高昂,需要能實(shí)際團(tuán)結(jié)一致的類(lèi)似日本AIST的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)去投入,或者類(lèi)似美國(guó)Power American的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟機(jī)構(gòu),非盈利模式的研究開(kāi)發(fā)共有IP和技術(shù)授權(quán);
—Ga2O3,AlN,金剛石等新材料體系,需要提前布局;企業(yè)顯然還沒(méi)有精力顧及;我們需要沒(méi)有利益沖突的非盈利研究投入的一方,需要中國(guó)的Fraunhofer,中國(guó)的IMEC!

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