分析SiC器件的成本競爭力，第二部分

如我們所知，目前增長最快的碳化硅產(chǎn)品是二極管和 MOSFET。主要碳化硅生產(chǎn)商最近發(fā)布的新聞稿強(qiáng)調(diào)了一些為電動(dòng)汽車提供模塊的長期合同。

那么，我們能否概述一下碳化硅供應(yīng)鏈與硅相比的差異?主要挑戰(zhàn)是什么?因此，我們談到了碳化硅晶圓工藝。所以，這不僅是電氣工程，也是化學(xué)。

這是一個(gè)很好的問題，我被問了很多問題，也就是說，你知道，我們有這些今天廣泛使用的硅器件，碳化硅與它有什么不同?我認(rèn)為我們應(yīng)該從根本上從相似之處開始。因?yàn)槲覀兛梢哉務(wù)摵芏嗖町悾珜?shí)際上，碳化硅是 50% 的硅。你并沒有偏離第四組元素，它是 50% 的硅和 50% 的碳，這兩種材料之間和周圍有很多相似之處，這對碳化硅有好處。

首先，它是一種可以在非常大的區(qū)域大面積生產(chǎn)的材料。因此，我們可以生產(chǎn)完全獨(dú)立的碳化硅基板。這意味著我們不必在另一種材料上生長碳化硅。GaN(例如氮化鎵)必須在硅頂部外延生長，這會導(dǎo)致一些問題，即必須克服的制造問題。

因此，我們正在研究與硅類似的開發(fā)過程，我們有一個(gè)碳化硅襯底，我們將類似地在表面上生長一個(gè)外延層，并且它將經(jīng)歷類似的制造過程。但它們都有其復(fù)雜性。不過，從根本上說，我們正試圖用碳化硅生產(chǎn)與我們在硅中生產(chǎn)了 50 年、60 年的功率器件相同的功率器件。我們正在嘗試生產(chǎn)肖特基二極管，我們正在嘗試生產(chǎn) MOSFET。希望在未來的某一天，如果我的工作做得好，我們也可以使用 IGBT 和晶閘管。

所以，打開那個(gè)盒子，看看有什么區(qū)別：主要的根本區(qū)別在于基板制造商。這是關(guān)鍵的根本區(qū)別。這就是影響我們稍后要研究的所有成本和價(jià)格的原因。

硅很好也很容易，相對而言，你可以在相對較低的溫度下加工硅，你可以將它熔化，你會得到一種液態(tài)的硅，然后拉出這些非常大的硅晶塊，它們長幾米，寬你需要它，對于電力行業(yè)來說，它通常是 8 英寸，在某些地方，它是 12 英寸，你知道，在許多制造商中，他們有 12 英寸的硅能力.

因此，我們擁有在一個(gè)過程中生產(chǎn)的這些大晶錠，可以將其切割成大量的大面積基板。相比之下，碳化硅要進(jìn)入液相，碳化硅只是需要太多能量才能達(dá)到更高的溫度，而我們不能僅僅工業(yè)化生產(chǎn)這種程度的碳化硅晶片。因此，我們必須使用另一種工藝，稱為晶種升華工藝，這意味著我們實(shí)際上是從晶種非常非常緩慢地生長碳化硅，需要大量的能量。我不會對此進(jìn)行詳細(xì)介紹，我認(rèn)為我們已經(jīng)獲得了有關(guān)生長碳化硅襯底的詳細(xì)信息的好文章。

但可以說，這是一個(gè)耗能高、成本高的過程，最終生產(chǎn)出 25 到 40 毫米長的短晶錠。而目前，目前，今天，我只能出去在市場上購買150毫米直徑的基板。

現(xiàn)在在未來幾年的某一天，也許這個(gè)行業(yè)會移動(dòng)到 200 毫米，當(dāng)然部分行業(yè)會移動(dòng)到 200 毫米。并且因此而產(chǎn)生的成本差異將會下降。但沒有快速解決辦法。我們將在一分鐘內(nèi)討論這個(gè)問題。但是沒有快速解決辦法，而且碳化硅襯底制造中嵌入的能源成本很高。

看，進(jìn)入其他關(guān)鍵差異，我的意思是，其他的更微妙，也許，其他差異......外延成本，制造成本，它們都將在碳化硅中稍微多一些。同樣，因?yàn)樘蓟璞仨氃诟叩臏囟认录庸?，它需要更多的能量。因此，我們需要定制的外延設(shè)備，并且我們需要通?？梢赃_(dá)到更高溫度的制造設(shè)備。

現(xiàn)在有些……通常情況下，硅……傳統(tǒng)的硅工廠可能無法立即采用碳化硅，但對碳化硅基礎(chǔ)設(shè)施的投資應(yīng)該是向后兼容的。因此，我們只需要該工藝，該制造能力即可達(dá)到更高的溫度，更高的工藝溫度。碳化硅還需要一兩個(gè)定制制造步驟。

特別是制造門以嘗試獲得該門，通道遷移率盡可能高，但這是我們在之前的播客中提到的內(nèi)容。但是，是的，碳化硅有一些獨(dú)特之處。但我認(rèn)為總而言之，你有這些使成本高得多的小因素，但它確實(shí)產(chǎn)生了一種從根本上看起來與硅設(shè)備非常相似的設(shè)備。