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

　　隨著(zhù)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，以前被認為是奇特且昂貴的碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等技術(shù)，現已變得更具性?xún)r(jià)比。此外，隨著(zhù)市場(chǎng)的增長(cháng)，由于規模經(jīng)濟的關(guān)系，SiC或GaN晶體管和二極管在經(jīng)濟上也越來(lái)越具有吸引力。

　　功率半導體(如二極管和MOSFET)可以通過(guò)幾種機制顯著(zhù)節省能源。與傳統的硅器件相比，SiC二極管可以實(shí)現短得多的反向恢復時(shí)間，從而實(shí)現更快的開(kāi)關(guān)。此外，其反向恢復電荷要少很多，從而可降低開(kāi)關(guān)損耗。此外，其反向恢復電荷要少很多，從而可降低開(kāi)關(guān)損耗。就其本身而言，SiC MOSFET沒(méi)有傳統硅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90%，同時(shí)可以增加開(kāi)關(guān)頻率，從而減少對外部平波電容的依賴(lài)。此外，SiC的寬帶隙特性，可使高壓晶體管的溝道設計得很窄，從而使單位面積上的RDS(ON)降低，而使采用標準功率封裝的SiC器件能夠實(shí)現比采用同類(lèi)封裝的相應硅器件更低的傳導損耗。

　　由于可同時(shí)實(shí)現低開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗，并可實(shí)現高擊穿電壓，因此工程師可設計具有低分布電流(即低I2R損耗)的高效高壓電路。這在數據中心電源等電路中越來(lái)越重要——隨著(zhù)數據中心面臨用戶(hù)數增加、消費者對流媒體服務(wù)的需求、對云分析和存儲越來(lái)越依賴(lài)，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(lái)處理越來(lái)越多的計算負載。

　　根據市場(chǎng)研究機構Yole Développement的數據，全球SiC功率半導體市場(chǎng)將從2017年的3.02億美元，快速成長(cháng)至2023年的13.99億美元，2017~2023年的市場(chǎng)規模年復合成長(cháng)率(CAGR)為29%，推動(dòng)力來(lái)自混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車(chē)、電力和光伏(PV)逆變器等方面的需求。

　　為滿(mǎn)足客戶(hù)對高性能功率半導體器件日益增長(cháng)的需求，德國模擬/混合信號和特種晶圓代工廠(chǎng)X-FAB計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被認為是第一家在6英寸晶圓上提供SiC工藝的晶圓代工廠(chǎng)，此次擴產(chǎn)也表明了其對SiC技術(shù)和代工業(yè)務(wù)模式的承諾。

　　為此，該公司購買(mǎi)了第二臺加熱離子注入機，將于今年底交付，并于明年第一季度開(kāi)始生產(chǎn)(以及時(shí)滿(mǎn)足近期的需求預期)。

　　X-FAB表示，其6英寸SiC工藝在功率半導體方面的優(yōu)勢包括高工作電壓、顯著(zhù)降低晶體管導通電阻、更低的傳輸和開(kāi)關(guān)損耗、擴展的工作溫度范圍、導熱系數更高、工作頻率更高、寄生電容更低等等，可使客戶(hù)實(shí)現高效功率半導體器件，包括MOSFET、JFET和肖特基二極管等。

　　X-FAB指出，采用SiC功率器件的系統將受益于系統尺寸和重量的減小。此外，由于這類(lèi)器件散熱較少，與類(lèi)似的功率半導體技術(shù)相比，效率更高。這些優(yōu)勢對于用于電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)力渦輪機和太陽(yáng)轉換器中使用的開(kāi)關(guān)電源及電源轉換器尤為關(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、電動(dòng)賽車(chē)和火車(chē)機車(chē)等主要工業(yè)應用中。在便攜式醫療設備和混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)等應用中，減小尺寸和重量則非常關(guān)鍵。

　　“隨著(zhù)SiC的日益普及，我們早就認識到增加離子注入能力對于我們在SiC市場(chǎng)的持續制造的重要性?！盭-FAB Texas首席執行官Lloyd Whetzel表示，“這只是我們針對特定SiC制造工藝改進(jìn)的整體投資計劃的第一步，這一步也同時(shí)展示了X-FAB對SiC行業(yè)的承諾，并保持我們在SiC代工業(yè)務(wù)中的領(lǐng)導地位?！?/p>

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