近日,住友礦山表示,計劃量產新一代功率半導體晶圓,而且會使用自主研發的最新技術將價格降低10%到20%。住友礦山希望憑借這種新型碳化硅晶圓搶占美國科銳等領先企業的市場,使全球份額占比達到10%,預計2025年實現月產1萬片。
住友礦山是全球最大的車載電池正極材料廠商,擁有物質結晶技術,現將利用其他業務所培育出的技術實力進入半導體材料領域。據了解,住友礦山所開發的技術是在因結晶不規則而導致價格較低的殘次品“多晶碳化硅”上貼一層可以降低發電損耗的“單晶碳化硅”可將價格降低10%~20%。純電動汽車的逆變器在采用這款新型晶圓所制成的碳化硅功率半導體時,能將電力損耗降低10%左右。通過提高功率半導體的性能,減小整個單個裝置的尺寸,有利于延長純電動汽車的續航里程。
從技術的角度來說,與硅基功率器件制作工藝不同,碳化硅器件不能直接制作在碳化硅單晶材料上,需要在導通型單晶襯底上額外生長高質量的外延材料,最后在外延層上制造各類器件。傳統的碳化硅外延基于單晶襯底,以實現晶格匹配和降低缺陷密度(微管、位錯、層錯等),但是單晶碳化襯底制備的成本較高。“住友礦山可實現從多晶碳化硅襯底上外延單晶硅層材料,在技術與成本上具有明顯的優勢。”賽迪顧問集成電路中心高級咨詢顧問池憲念向《中國電子報》記者表示。而成本方面,相對于硅基材料功率半導體,碳化硅功率半導體能夠降低電力功耗,會是功率半導體產品領域未來具有發展潛力的競品。此外,消費終端的生產對于價格十分敏感,住友礦山碳化硅新晶圓的成本能夠降低1~2成,價格優勢將會成為住友礦山有效的競爭力之一。
隨著電動車對碳化硅功率半導體的需求日漸增長,這條新賽道上的競爭也越來越激烈。目前除了美國科銳外,美國II-VI公司及羅姆旗下的德國SiCrystal等也在涉足碳化硅半導體晶圓業務。
對于這項新技術是否可以幫助住友礦山搶占科銳市場的問題,池憲念認為,美國科銳公司是全球6/8英寸碳化硅單晶襯底材料可實現產業化的龍頭公司,在市場和技術上具有領先優勢。如果住友礦山的新一代碳化硅半導體晶圓材料能夠通過下游廠商的驗證,并實現量產,則其將成為美國科銳公司的有力競爭者。