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安世半导(nexperia)8英寸SiC投产进展加速,2025年上

时间:2024-07-01 阅读量:52

闻泰科技旗下安世半导体近日宣布,计划投资2亿美元研发下一代宽禁带半导体产品,包括SiC和GaN。与此同时,安世半导体的第一条高压D-Mode GaN晶体管和SiC二极管生产线已经在2024年6月投入使用,下一个目标是未来两年在德国汉堡工厂里建设8英寸的SiC MOSFET和低压GaN HEMT产线。
虽然8英寸SiC当前产能在整个市场中占比并不高,不过作为降低SiC成本的重要技术路线,最近又有了不少新的进展。

 

8英寸产线逐步投产,龙头老大产能攀升里程碑

8英寸SiC自2022年Wolfspeed宣布启用在纽约州莫霍克谷的全球首座8英寸SiC晶圆厂后,2年时间里,几乎都只有Wolfspeed实现了8英寸SiC晶圆的规模量产。
由于晶圆尺寸的扩大,需要产业链上下游紧密配合,包括衬底、外延、晶圆制造等工序,都需要对产线进行改造,或是新建适用8英寸晶圆的产线。而产业链上下游有一部分出现了节奏跟不上,就会对整体产品的落地进展造成影响。
不过今年以来,8英寸SiC产能落地速度正在加快。包括在衬底方面,天岳先进在4月举行的2023年年度业绩说明会上透露,公司8英寸SiC衬底产品实现了批量化销售;另外,根据目前公开信息,烁科晶体、晶盛机电、天科合达、同光股份等也已经实现了8英寸SiC衬底小批量生产。
8英寸外延片方面,天域半导体、瀚天天成、百识电子都已经具备8英寸SiC外延片的供应能力。
晶圆制造产线需要配合上游衬底的量产节点来推进。而当前8英寸SiC衬底和外延片已经开始出货后,自然晶圆制造端的产能也开始逐渐加速落地。
近期芯联集成就宣布8英寸SiC工程批顺利下线,成为了国内首家开启8英寸SiC制造的晶圆厂。
三安半导体在近期的一场论坛上也表示,目前多家主流的衬底和外延供应商已经完成了8英寸SiC的研发和试量产,三安在长沙拥有一条从粉料到长晶-衬底-外延-芯片-封测的SiC全产业链产线,今年将实现通线。
南砂晶圆在今年3月表示,正在积极扩产并计划将中晶芯源项目打造成为全国最大的8英寸SiC衬底生产基地,预计在2025年实现满产达产。
就在6月18日,士兰微旗下士兰集宏半导体的8英寸SiC功率器件芯片制造生产线项目也正式开工,该产线将以SiC MOSFET为主要产品,计划投资120亿元,总产能规模达到6万片/月,预计在2025年三季度末实现初步通线。
比亚迪品牌及公关处总经理李云飞在6月还透露,比亚迪新建碳化硅工厂将成为行业最大的工厂,该工厂将会在今年下半年投产,产能规模全球第一,是第二名的十倍。
而作为最早量产8英寸SiC衬底和晶圆的Wolfspeed,最近也公布了自己的新进展。Wolfspeed在官方渠道上宣布莫霍克谷碳化硅芯片工厂已经实现了 20% 晶圆启动利用率,同时公司的Building 10SiC材料工厂已经达成其200mm SiC衬底产能,将可以支持莫霍克谷工厂在 2024自然年底实现约25%晶圆启动利用率。这也意味着目前Wolfspeed的SiC晶圆厂产能限制一部分是来自衬底供应,Wolfspeed 计划在8月份公布2024财年第四季度业绩期间,向市场更新莫霍克谷工厂的下一个利用率里程碑。

 

SiC应用落地持续扩张

SiC最大的应用市场毫无疑问是电动汽车,为了更快的充电速度、更强的驱动性能、更低的能耗,电动汽车的母线电压正在从400V往800V发展,SiC器件在汽车800V平台中起到了关键作用。
不过除了汽车之外,在SiC厂商的推动下,SiC器件也在持续拓展更多新的应用。比如在光储系统中,系统电压呈现持续升高的态势,从600V到1000V,再到目前常见的1500V,光储系统基本已经实现了从1000V到1500V的切换。这种变化,带来的是降低整体系统成本,储能系统初始投资成本可以降低10%以上。
在2024年的初月,英飞凌科技推出了一系列新款2000V碳化硅MOSFET产品,型号定为IMYH200R。这些元件采用先进的TO-247PLUS-4-HCC封装,具备多种规格,包括12mΩ、24mΩ、50mΩ、75mΩ、100mΩ等。在严格的高压和频繁开关应用环境下,它们展现出卓越的功率密度,同时确保系统的稳定性不受影响。这些器件完美适配高达1500V直流电压的母线系统,如组串式逆变器、光伏储能设备以及充电桩等,有效提升整体能效。
英飞凌宣表示这是业内首次推出的能承受2000V阻断电压的独立式SiC MOSFET产品。与1700V的同类产品相比,2000V SiC MOSFET在处理1500V直流系统过压情况时,提供了更大的安全边际。以IMYH200R012M1H为例,该型号能在-55℃至178℃的温度范围内稳定工作,在25℃时能承载高达123A的电流,最大总功率损耗为552W,导通电阻仅为12mΩ,并且具有极低的开关损耗。
国内厂商方面,泰科天润在去年的慕尼黑上海电子展上展出了2000V系列的SiC MOSFET单管产品,适用于1500V光伏系统,但未有详细的参数公布。
基本半导体在去年10月发布了第二代SiC MOSFET平台,并表示将推出2000V 24mΩ规格的SiC MOSFET系列产品,并开发了2000V 40A规格的SiC SBD进行配套使用,不过目前还未有相关器件的详细信息公布。
这些创新产品的问世,预示着光伏储能行业正迈向更高电压和更高效率的新纪元。2000V SiC MOSFET的推出,不仅有助于减少系统损耗,提高功率密度,还能在基础建设、设备运输和运维成本方面带来显著节约。随着技术进步和市场需求的不断增长,预计未来会有更多2000V SiC MOSFET产品投入市场,进一步促进高压光伏储能系统的发展。

 

小结

SiC还有非常多待开发的应用场景,比如近年大热的AI数据中心中,服务器电源就已经有一些采用SiC MOSFET的方案出现。而8英寸SiC的产能逐步落地,将会进一步加速SiC的降本节奏,也同时将SiC的市场进一步做大。

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