સિલિકોન કાર્બાઇડનો પરિચય
સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) એ કાર્બન અને સિલિકોનથી બનેલું સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે, જે ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ આવર્તન, ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ઉપકરણો બનાવવા માટે એક આદર્શ સામગ્રી છે. પરંપરાગત સિલિકોન સામગ્રી (Si) ની તુલનામાં, સિલિકોન કાર્બાઇડનો બેન્ડ ગેપ સિલિકોન કરતાં 3 ગણો છે. થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કરતા 4-5 ગણી છે; બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ સિલિકોન કરતા 8-10 ગણું છે; ઇલેક્ટ્રોનિક સેચ્યુરેશન ડ્રિફ્ટ રેટ સિલિકોન કરતા 2-3 ગણો છે, જે ઉચ્ચ પાવર, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને ઉચ્ચ આવર્તન માટે આધુનિક ઉદ્યોગની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે હાઇ-સ્પીડ, હાઇ-ફ્રિકવન્સી, હાઇ-પાવર અને લાઇટ-એમિટિંગ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લીકેશન ફીલ્ડ્સમાં સ્માર્ટ ગ્રીડ, નવા એનર્જી વાહનો, ફોટોવોલ્ટેઇક વિન્ડ પાવર, 5G કમ્યુનિકેશન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ ડાયોડ અને MOSFET ને વ્યાવસાયિક રીતે લાગુ કરવામાં આવ્યા છે.
ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર. સિલિકોન કાર્બાઈડની બેન્ડ ગેપ પહોળાઈ સિલિકોન કરતા 2-3 ગણી છે, ઈલેક્ટ્રોન ઊંચા તાપમાને સંક્રમણ કરવા માટે સરળ નથી, અને ઊંચા ઓપરેટિંગ તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે, અને સિલિકોન કાર્બાઈડની થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કરતા 4-5 ગણી છે, ઉપકરણને ગરમીનું વિસર્જન સરળ બનાવે છે અને ઓપરેટિંગ તાપમાનને વધારે છે. ટર્મિનલને હળવા અને નાનું બનાવીને, ઠંડક પ્રણાલીની જરૂરિયાતોને ઘટાડતી વખતે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર નોંધપાત્ર રીતે પાવર ઘનતામાં વધારો કરી શકે છે.
ઉચ્ચ દબાણનો સામનો કરવો. સિલિકોન કાર્બાઇડનું બ્રેકડાઉન ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ સિલિકોન કરતા 10 ગણું છે, જે ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો સામનો કરી શકે છે અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઉપકરણો માટે વધુ યોગ્ય છે.
ઉચ્ચ આવર્તન પ્રતિકાર. સિલિકોન કાર્બાઇડમાં સિલિકોન કરતા બમણું સંતૃપ્ત ઇલેક્ટ્રોન ડ્રિફ્ટ રેટ હોય છે, પરિણામે શટડાઉન પ્રક્રિયા દરમિયાન વર્તમાન ટેઇલિંગની ગેરહાજરીમાં પરિણમે છે, જે ઉપકરણની સ્વિચિંગ આવર્તનને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે અને ઉપકરણના લઘુકરણને અનુભવી શકે છે.
ઓછી ઊર્જા નુકશાન. સિલિકોન સામગ્રીની તુલનામાં, સિલિકોન કાર્બાઇડમાં ખૂબ જ ઓછી ઓન-રેઝિસ્ટન્સ અને ઓછી ઓન-લોસ છે. તે જ સમયે, સિલિકોન કાર્બાઇડની ઊંચી બેન્ડ-ગેપ પહોળાઈ લીકેજ કરંટ અને પાવર લોસને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે. વધુમાં, શટડાઉન પ્રક્રિયા દરમિયાન સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉપકરણમાં વર્તમાન પાછળની ઘટના નથી, અને સ્વિચિંગ નુકશાન ઓછું છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉદ્યોગ સાંકળ
તેમાં મુખ્યત્વે સબસ્ટ્રેટ, એપિટેક્સી, ઉપકરણ ડિઝાઇન, ઉત્પાદન, સીલિંગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ મટિરિયલથી સેમિકન્ડક્ટર પાવર ડિવાઇસમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ, ઇન્ગોટ સ્લાઇસિંગ, એપિટાક્સિયલ ગ્રોથ, વેફર ડિઝાઇન, મેન્યુફેક્ચરિંગ, પેકેજિંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓનો અનુભવ કરશે. સિલિકોન કાર્બાઇડ પાઉડરના સંશ્લેષણ પછી, સિલિકોન કાર્બાઇડ પાઉડર પ્રથમ બનાવવામાં આવે છે, અને પછી સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટને સ્લાઇસિંગ, ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશિંગ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, અને એપિટેક્સિયલ શીટ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. લિથોગ્રાફી, એચિંગ, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન, મેટલ પેસિવેશન અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા એપિટેક્સિયલ વેફર સિલિકોન કાર્બાઇડથી બનેલું છે, વેફરને ડાઇમાં કાપવામાં આવે છે, ઉપકરણને પેક કરવામાં આવે છે અને ઉપકરણને વિશિષ્ટ શેલમાં જોડવામાં આવે છે અને મોડ્યુલમાં એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે.
ઉદ્યોગ શૃંખલા 1ની અપસ્ટ્રીમ: સબસ્ટ્રેટ - ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ એ મુખ્ય પ્રક્રિયા લિંક છે
સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉપકરણોની કિંમતમાં સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટનો હિસ્સો લગભગ 47% છે, સૌથી વધુ ઉત્પાદન તકનીકી અવરોધો, સૌથી વધુ મૂલ્ય, એ SiC ના ભાવિ મોટા પાયે ઔદ્યોગિકીકરણનો મુખ્ય ભાગ છે.
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગુણધર્મના તફાવતોના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીને વાહક સબસ્ટ્રેટ (પ્રતિરોધકતા ક્ષેત્ર 15~30mΩ·cm) અને અર્ધ-ઇન્સ્યુલેટેડ સબસ્ટ્રેટ (105Ω·cm કરતાં વધુ પ્રતિકારકતા)માં વિભાજિત કરી શકાય છે. આ બે પ્રકારના સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ પછી અનુક્રમે પાવર ડિવાઇસ અને રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ડિવાઇસ જેવા અલગ ઉપકરણો બનાવવા માટે થાય છે. તેમાંથી, અર્ધ-ઇન્સ્યુલેટેડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ આરએફ ઉપકરણો, ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણો અને તેથી વધુના ઉત્પાદનમાં થાય છે. સેમી-ઇન્સ્યુલેટેડ SIC સબસ્ટ્રેટ પર ગેન એપિટેક્સિયલ સ્તરને વધારીને, sic એપિટેક્સિયલ પ્લેટ તૈયાર કરવામાં આવે છે, જે આગળ HEMT gan iso-nitride RF ઉપકરણોમાં તૈયાર કરી શકાય છે. વાહક સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પાવર ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં થાય છે. પરંપરાગત સિલિકોન પાવર ડિવાઇસ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાથી અલગ, સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવર ડિવાઇસ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પર સીધું બનાવી શકાતું નથી, સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ શીટ મેળવવા માટે વાહક સબસ્ટ્રેટ પર સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ લેયર ઉગાડવાની જરૂર છે, અને એપિટેક્સિયલ સ્તર સ્તર Schottky ડાયોડ, MOSFET, IGBT અને અન્ય પાવર ઉપકરણો પર બનાવવામાં આવે છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરને ઉચ્ચ શુદ્ધતા કાર્બન પાવડર અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા સિલિકોન પાવડરમાંથી સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને સિલિકોન કાર્બાઇડના વિવિધ કદના ઇંગોટ ખાસ તાપમાન ક્ષેત્ર હેઠળ ઉગાડવામાં આવ્યા હતા, અને પછી સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટનું ઉત્પાદન બહુવિધ પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. મુખ્ય પ્રક્રિયામાં શામેલ છે:
કાચો માલ સંશ્લેષણ: ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન પાવડર + ટોનરને સૂત્ર અનુસાર મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, અને પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં 2000 ° સે ઉપરના ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં ચોક્કસ ક્રિસ્ટલ પ્રકાર અને કણો સાથે સિલિકોન કાર્બાઇડ કણોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવે છે. કદ પછી ઉચ્ચ શુદ્ધતા સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર કાચી સામગ્રીની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ક્રશિંગ, સ્ક્રીનીંગ, સફાઈ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા.
ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ એ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટના ઉત્પાદનની મુખ્ય પ્રક્રિયા છે, જે સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટના વિદ્યુત ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે. હાલમાં, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ માટેની મુખ્ય પદ્ધતિઓ ભૌતિક વરાળ ટ્રાન્સફર (PVT), ઉચ્ચ તાપમાન રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (HT-CVD) અને લિક્વિડ ફેઝ એપિટાક્સી (LPE) છે. તેમાંથી, PVT પદ્ધતિ એ SiC સબસ્ટ્રેટના વ્યવસાયિક વિકાસ માટે હાલમાં મુખ્ય પ્રવાહની પદ્ધતિ છે, જેમાં ઉચ્ચતમ તકનીકી પરિપક્વતા છે અને એન્જિનિયરિંગમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
SiC સબસ્ટ્રેટની તૈયારી મુશ્કેલ છે, જે તેની ઊંચી કિંમત તરફ દોરી જાય છે
તાપમાન ક્ષેત્રનું નિયંત્રણ મુશ્કેલ છે: Si ક્રિસ્ટલ સળિયાના વિકાસ માટે માત્ર 1500℃ની જરૂર છે, જ્યારે SiC ક્રિસ્ટલ સળિયાને 2000℃ ઉપરના ઊંચા તાપમાને ઉગાડવાની જરૂર છે, અને ત્યાં 250 કરતાં વધુ SiC isomers છે, પરંતુ મુખ્ય 4H-SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર માટે પાવર ઉપકરણોનું ઉત્પાદન, જો ચોક્કસ નિયંત્રણ ન હોય તો, અન્ય ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર્સ મેળવશે. વધુમાં, ક્રુસિબલમાં તાપમાનનો ઢાળ SiC સબલાઈમેશન ટ્રાન્સફરનો દર અને ક્રિસ્ટલ ઈન્ટરફેસ પર વાયુયુક્ત અણુઓની ગોઠવણી અને વૃદ્ધિની સ્થિતિ નક્કી કરે છે, જે ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ દર અને ક્રિસ્ટલ ગુણવત્તાને અસર કરે છે, તેથી વ્યવસ્થિત તાપમાન ક્ષેત્ર બનાવવું જરૂરી છે. નિયંત્રણ ટેકનોલોજી. Si મટિરિયલ્સની તુલનામાં, SiC ઉત્પાદનમાં તફાવત ઉચ્ચ તાપમાનની પ્રક્રિયાઓમાં પણ છે જેમ કે ઉચ્ચ તાપમાન આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન, ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશન, ઉચ્ચ તાપમાન સક્રિયકરણ અને આ ઉચ્ચ તાપમાન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા જરૂરી સખત માસ્ક પ્રક્રિયા.
ક્રિસ્ટલની ધીમી વૃદ્ધિ: Si ક્રિસ્ટલ સળિયાનો વૃદ્ધિ દર 30 ~ 150mm/h સુધી પહોંચી શકે છે, અને 1-3m સિલિકોન ક્રિસ્ટલ સળિયાના ઉત્પાદનમાં માત્ર 1 દિવસ લાગે છે; ઉદાહરણ તરીકે PVT પદ્ધતિ સાથે SiC ક્રિસ્ટલ સળિયા, વૃદ્ધિ દર લગભગ 0.2-0.4mm/h છે, 3-6cm કરતાં ઓછો વધવા માટે 7 દિવસ, વૃદ્ધિ દર સિલિકોન સામગ્રીના 1% કરતા ઓછો છે, ઉત્પાદન ક્ષમતા અત્યંત છે મર્યાદિત
ઉચ્ચ ઉત્પાદન પરિમાણો અને ઓછી ઉપજ: SiC સબસ્ટ્રેટના મુખ્ય પરિમાણોમાં માઇક્રોટ્યુબ્યુલ ડેન્સિટી, ડિસલોકેશન ડેન્સિટી, રેઝિસ્ટિવિટી, વોરપેજ, સપાટીની ખરબચડી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. બંધ ઉચ્ચ-તાપમાન ચેમ્બરમાં અણુઓને ગોઠવવા અને સંપૂર્ણ સ્ફટિક વૃદ્ધિ, પરિમાણ સૂચકાંકોને નિયંત્રિત કરતી વખતે.
સામગ્રીમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ બરડપણું, લાંબો સમય અને ઉચ્ચ વસ્ત્રો છે: 9.25 ની SiC Mohs કઠિનતા હીરા પછી બીજા ક્રમે છે, જે કાપવા, ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશ કરવામાં મુશ્કેલીમાં નોંધપાત્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે, અને તે લગભગ 120 કલાક લે છે. 3cm જાડા પિંડના 35-40 ટુકડા કાપો. વધુમાં, SiC ની ઊંચી બરડતાને કારણે, વેફર પ્રોસેસિંગ વસ્ત્રો વધુ હશે, અને આઉટપુટ રેશિયો માત્ર 60% છે.
વિકાસ વલણ: કદમાં વધારો + ભાવ ઘટાડો
વૈશ્વિક SiC માર્કેટ 6-ઇંચ વોલ્યુમ ઉત્પાદન લાઇન પરિપક્વ થઈ રહી છે, અને અગ્રણી કંપનીઓ 8-ઇંચના બજારમાં પ્રવેશી છે. ડોમેસ્ટિક ડેવલપમેન્ટ પ્રોજેક્ટ્સ મુખ્યત્વે 6 ઇંચના હોય છે. હાલમાં, જો કે મોટાભાગની સ્થાનિક કંપનીઓ હજુ પણ 4-ઇંચની ઉત્પાદન લાઇન પર આધારિત છે, પરંતુ ઉદ્યોગ ધીમે ધીમે 6-ઇંચ સુધી વિસ્તરી રહ્યો છે, 6-ઇંચ સહાયક સાધન તકનીકની પરિપક્વતા સાથે, સ્થાનિક SiC સબસ્ટ્રેટ તકનીક પણ ધીમે ધીમે અર્થતંત્રમાં સુધારો કરી રહી છે. મોટા-કદના ઉત્પાદન રેખાઓનું સ્કેલ પ્રતિબિંબિત થશે, અને વર્તમાન સ્થાનિક 6-ઇંચ માસ ઉત્પાદન સમયનો તફાવત 7 વર્ષ સુધી સંકુચિત થયો છે. વેફરનું મોટું કદ સિંગલ ચિપ્સની સંખ્યામાં વધારો લાવી શકે છે, ઉપજ દરમાં સુધારો કરી શકે છે, અને કિનારી ચિપ્સના પ્રમાણને ઘટાડી શકે છે, અને સંશોધન અને વિકાસની કિંમત અને ઉપજની ખોટ લગભગ 7% જાળવવામાં આવશે, જેનાથી વેફરમાં સુધારો થશે. ઉપયોગ
ઉપકરણ ડિઝાઇનમાં હજુ પણ ઘણી મુશ્કેલીઓ છે
SiC ડાયોડનું વ્યાપારીકરણ ધીમે ધીમે સુધર્યું છે, હાલમાં, સંખ્યાબંધ સ્થાનિક ઉત્પાદકોએ SiC SBD ઉત્પાદનો ડિઝાઇન કર્યા છે, મધ્યમ અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ SiC SBD ઉત્પાદનો સારી સ્થિરતા ધરાવે છે, વાહન OBC માં, SiC SBD+SI IGBT નો ઉપયોગ સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે થાય છે. વર્તમાન ઘનતા. હાલમાં, ચીનમાં SiC SBD ઉત્પાદનોની પેટન્ટ ડિઝાઇનમાં કોઈ અવરોધો નથી અને વિદેશી દેશો સાથેનું અંતર ઓછું છે.
SiC MOS માં હજુ પણ ઘણી મુશ્કેલીઓ છે, SiC MOS અને વિદેશી ઉત્પાદકો વચ્ચે હજુ પણ અંતર છે, અને સંબંધિત ઉત્પાદન પ્લેટફોર્મ હજુ બાંધકામ હેઠળ છે. હાલમાં, ST, Infineon, Rohm અને અન્ય 600-1700V SiC MOS એ મોટા પાયે ઉત્પાદન હાંસલ કર્યું છે અને ઘણા મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગો સાથે હસ્તાક્ષર કર્યા અને મોકલ્યા છે, જ્યારે વર્તમાન સ્થાનિક SiC MOS ડિઝાઇન મૂળભૂત રીતે પૂર્ણ થઈ ગઈ છે, સંખ્યાબંધ ડિઝાઇન ઉત્પાદકો ફેબ્સ સાથે કામ કરી રહ્યા છે. વેફર ફ્લો સ્ટેજ, અને પછીથી ગ્રાહક ચકાસણીને હજુ થોડો સમય જોઈએ છે, તેથી મોટા પાયે વેપારીકરણમાં હજુ લાંબો સમય બાકી છે.
હાલમાં, પ્લેનર સ્ટ્રક્ચર મુખ્યપ્રવાહની પસંદગી છે, અને ભવિષ્યમાં ઉચ્ચ-દબાણ ક્ષેત્રમાં ખાઈ પ્રકારનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. પ્લાનર સ્ટ્રક્ચર SiC MOS ઉત્પાદકો ઘણા છે, પ્લેનર સ્ટ્રક્ચર ગ્રુવની તુલનામાં સ્થાનિક બ્રેકડાઉન સમસ્યાઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે સરળ નથી, જે કાર્યની સ્થિરતાને અસર કરે છે, 1200V ની નીચેના બજારમાં એપ્લિકેશન મૂલ્યની વિશાળ શ્રેણી છે, અને પ્લાનર સ્ટ્રક્ચર પ્રમાણમાં છે. મેન્યુફેક્ચરિંગ એન્ડમાં સરળ, ઉત્પાદનક્ષમતા અને ખર્ચ નિયંત્રણ બે પાસાઓને પહોંચી વળવા. ગ્રુવ ડિવાઇસમાં અત્યંત ઓછી પરોપજીવી ઇન્ડક્ટન્સ, ઝડપી સ્વિચિંગ સ્પીડ, ઓછી ખોટ અને પ્રમાણમાં ઊંચી કામગીરીના ફાયદા છે.
2--SiC વેફર સમાચાર
સિલિકોન કાર્બાઇડ બજાર ઉત્પાદન અને વેચાણ વૃદ્ધિ, પુરવઠા અને માંગ વચ્ચે માળખાકીય અસંતુલન પર ધ્યાન આપો
ઉચ્ચ-આવર્તન અને ઉચ્ચ-પાવર પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સની બજારની માંગમાં ઝડપી વૃદ્ધિ સાથે, સિલિકોન-આધારિત સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોની ભૌતિક મર્યાદાની અડચણ ધીમે ધીમે અગ્રણી બની છે, અને સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) દ્વારા રજૂ થતી ત્રીજી પેઢીની સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી ધીમે ધીમે વધી રહી છે. ઔદ્યોગિક બનવું. સામગ્રીની કામગીરીના દૃષ્ટિકોણથી, સિલિકોન કાર્બાઇડમાં સિલિકોન સામગ્રીની 3 ગણી બેન્ડ ગેપ પહોળાઈ, 10 ગણી નિર્ણાયક બ્રેકડાઉન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાત, 3 ગણી થર્મલ વાહકતા છે, તેથી સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવર ઉપકરણો ઉચ્ચ આવર્તન, ઉચ્ચ દબાણ માટે યોગ્ય છે. ઉચ્ચ તાપમાન અને અન્ય એપ્લિકેશનો, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ્સની કાર્યક્ષમતા અને પાવર ઘનતાને સુધારવામાં મદદ કરે છે.
હાલમાં, SiC ડાયોડ્સ અને SiC MOSFETs ધીમે ધીમે બજારમાં આવી ગયા છે, અને ત્યાં વધુ પરિપક્વ ઉત્પાદનો છે, જેમાંથી કેટલાક ક્ષેત્રોમાં સિલિકોન-આધારિત ડાયોડને બદલે SiC ડાયોડ્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની પાસે રિવર્સ રિકવરી ચાર્જનો લાભ નથી; SiC MOSFET નો ઉપયોગ ધીમે ધીમે ઓટોમોટિવ, એનર્જી સ્ટોરેજ, ચાર્જિંગ પાઈલ, ફોટોવોલ્ટેઈક અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે; ઓટોમોટિવ એપ્લીકેશનના ક્ષેત્રમાં, મોડ્યુલરાઇઝેશનનું વલણ વધુને વધુ પ્રચલિત બની રહ્યું છે, SiC ની શ્રેષ્ઠ કામગીરીને હાંસલ કરવા માટે અદ્યતન પેકેજિંગ પ્રક્રિયાઓ પર આધાર રાખવો જરૂરી છે, તકનીકી રીતે પ્રમાણમાં પરિપક્વ શેલ સીલિંગ મુખ્ય પ્રવાહ તરીકે, ભવિષ્યમાં અથવા પ્લાસ્ટિક સીલિંગ વિકાસ માટે. , તેની કસ્ટમાઇઝ્ડ ડેવલપમેન્ટ લાક્ષણિકતાઓ SiC મોડ્યુલો માટે વધુ યોગ્ય છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડની કિંમતમાં ઘટાડો ઝડપ અથવા કલ્પના બહાર
સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉપકરણોની એપ્લિકેશન મુખ્યત્વે ઊંચી કિંમત દ્વારા મર્યાદિત છે, સમાન સ્તર હેઠળ SiC MOSFET ની કિંમત Si આધારિત IGBT કરતા 4 ગણી વધારે છે, આ કારણ છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડની પ્રક્રિયા જટિલ છે, જેમાં વૃદ્ધિ સિંગલ ક્રિસ્ટલ અને એપિટેક્સિયલ માત્ર પર્યાવરણ પર જ કઠોર નથી, પરંતુ વૃદ્ધિ દર પણ ધીમો છે, અને સબસ્ટ્રેટમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ પ્રોસેસિંગ કટીંગ અને પોલિશિંગ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થવું જોઈએ. તેની પોતાની સામગ્રી લાક્ષણિકતાઓ અને અપરિપક્વ પ્રક્રિયા તકનીકના આધારે, સ્થાનિક સબસ્ટ્રેટની ઉપજ 50% કરતા ઓછી છે, અને વિવિધ પરિબળો ઉચ્ચ સબસ્ટ્રેટ અને એપિટેક્સિયલ ભાવ તરફ દોરી જાય છે.
જો કે, સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉપકરણો અને સિલિકોન-આધારિત ઉપકરણોની કિંમતની રચના ડાયમેટ્રિકલી વિરુદ્ધ છે, ફ્રન્ટ ચેનલના સબસ્ટ્રેટ અને એપિટેક્સિયલ ખર્ચ અનુક્રમે સમગ્ર ઉપકરણના 47% અને 23% જેટલો છે, કુલ લગભગ 70%, ઉપકરણ ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને બેક ચેનલની સીલિંગ લિંક્સ માત્ર 30% માટે ખાતી, સિલિકોન-આધારિત ઉપકરણોની ઉત્પાદન કિંમત મુખ્યત્વે લગભગ 50% બેક ચેનલના વેફર ઉત્પાદનમાં કેન્દ્રિત છે, અને સબસ્ટ્રેટ ખર્ચ માત્ર 7% છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉદ્યોગ સાંકળના મૂલ્યની ઘટનાનો અર્થ એ છે કે અપસ્ટ્રીમ સબસ્ટ્રેટ એપિટેક્સી ઉત્પાદકોને બોલવાનો મુખ્ય અધિકાર છે, જે સ્થાનિક અને વિદેશી સાહસોના લેઆઉટની ચાવી છે.
બજાર પર ગતિશીલ દૃષ્ટિકોણથી, સિલિકોન કાર્બાઇડની કિંમતમાં ઘટાડો, સિલિકોન કાર્બાઇડ લાંબા ક્રિસ્ટલ અને સ્લાઇસિંગ પ્રક્રિયામાં સુધારો કરવા ઉપરાંત, વેફરના કદને વિસ્તૃત કરવાનો છે, જે ભૂતકાળમાં સેમિકન્ડક્ટર વિકાસનો પરિપક્વ માર્ગ પણ છે, વુલ્ફસ્પીડ ડેટા દર્શાવે છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ 6 ઇંચથી 8 ઇંચ સુધી અપગ્રેડ થાય છે, ક્વોલિફાઇડ ચિપનું ઉત્પાદન 80%-90% સુધી વધી શકે છે અને ઉપજને સુધારવામાં મદદ કરે છે. સંયુક્ત એકમની કિંમત 50% ઘટાડી શકે છે.
2023 એ "8-ઇંચ SiC પ્રથમ વર્ષ" તરીકે ઓળખાય છે, આ વર્ષે, સ્થાનિક અને વિદેશી સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉત્પાદકો 8-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડના લેઆઉટને વેગ આપી રહ્યા છે, જેમ કે સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉત્પાદન વિસ્તરણ માટે 14.55 બિલિયન યુએસ ડોલરનું વુલ્ફસ્પીડ ક્રેઝી રોકાણ, જેનો મહત્વનો ભાગ 8-ઇંચના SiC સબસ્ટ્રેટ મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્લાન્ટનું બાંધકામ છે, જે સંખ્યાબંધ કંપનીઓને ભાવિમાં 200 mm SiC બેર મેટલનો પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરે છે; ડોમેસ્ટિક Tianyue Advanced અને Tianke Heda એ ભવિષ્યમાં 8-ઇંચ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ સપ્લાય કરવા માટે Infineon સાથે લાંબા ગાળાના કરારો પણ કર્યા છે.
આ વર્ષથી શરૂ કરીને, સિલિકોન કાર્બાઇડ 6 ઇંચથી 8 ઇંચ સુધી વેગ આપશે, Wolfspeed અપેક્ષા રાખે છે કે 2024 સુધીમાં, 2022 માં 6 ઇંચ સબસ્ટ્રેટની યુનિટ ચિપ કિંમતની સરખામણીમાં 8 ઇંચ સબસ્ટ્રેટની યુનિટ ચિપ કિંમત 60% થી વધુ ઘટશે. , અને ખર્ચમાં ઘટાડો એપ્લિકેશન માર્કેટને વધુ ખોલશે, જી બોન્ડ કન્સલ્ટિંગ સંશોધન ડેટા દર્શાવે છે. 8-ઇંચ ઉત્પાદનોનો વર્તમાન બજાર હિસ્સો 2% કરતા ઓછો છે, અને 2026 સુધીમાં બજાર હિસ્સો વધીને લગભગ 15% થવાની ધારણા છે.
વાસ્તવમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટની કિંમતમાં ઘટાડાનો દર ઘણા લોકોની કલ્પના કરતાં વધી શકે છે, 6-ઇંચ સબસ્ટ્રેટની વર્તમાન બજાર ઓફર 4000-5000 યુઆન/પીસ છે, જે વર્ષની શરૂઆતની સરખામણીમાં ઘણી ઘટી છે, આવતા વર્ષે 4000 યુઆનથી નીચે આવવાની ધારણા છે, તે નોંધવું યોગ્ય છે કે પ્રથમ બજાર મેળવવા માટે કેટલાક ઉત્પાદકોએ વેચાણ કિંમત નીચેની કિંમતની રેખામાં ઘટાડી દીધી છે, પ્રાઇસ વોરનું મોડેલ ખોલ્યું, મુખ્યત્વે સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટમાં કેન્દ્રિત ઓછા-વોલ્ટેજ ક્ષેત્રમાં પુરવઠો પ્રમાણમાં પૂરતો રહ્યો છે, સ્થાનિક અને વિદેશી ઉત્પાદકો આક્રમક રીતે ઉત્પાદન ક્ષમતાને વિસ્તૃત કરી રહ્યા છે, અથવા સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટને કલ્પના કરતા વહેલા ઓવરસપ્લાય સ્ટેજ પર આવવા દો.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-19-2024