關(guān)于寬禁帶半導(dǎo)體材料，有最新動(dòng)態(tài)！

作者：諸玲珍   來源：中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

  9月23—25日，記者在廣州舉辦的“2021中國(guó)電子材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展大會(huì)”上獲悉，隨著5G基站、手機(jī)快充以及新能源電動(dòng)汽車等新興領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體器件的功率、效率、散熱以及小型化提出更高要求，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體正得到廣泛應(yīng)用，并加速進(jìn)入黃金發(fā)展期。

  近年來，我國(guó)電子材料產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，電子材料門類更加豐富，涵蓋從基礎(chǔ)材料到半導(dǎo)體材料等諸多領(lǐng)域，銷售收入逐年增加，年均增長(zhǎng)率達(dá)到7%左右。2020年，國(guó)內(nèi)電子材料行業(yè)全年產(chǎn)值7360億元。

  2021年3月通過的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，其中“集成電路”領(lǐng)域，特別提出碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體要取得發(fā)展。

  根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)，到2025年SiC功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到30億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到30.4%。SiC襯底正在向大尺寸方向發(fā)展，未來10年4英寸SiC單晶襯底將逐步被6~8英寸襯底取代，從而進(jìn)一步降低功率器件成本。受益于復(fù)雜國(guó)際環(huán)境和政策推動(dòng)，本土SiC單晶襯底近幾年發(fā)展迅速。

  中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司電子功能材料領(lǐng)域首席科學(xué)家馮志紅表示，電動(dòng)汽車對(duì)SiC產(chǎn)品可靠性要求甚高，降低缺陷是單晶襯底和外延技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，目前主流廠商有能力制備低微管密度襯底，TSD（螺旋位錯(cuò)）、BPD（基面位錯(cuò)）密度的降低將成為襯底廠商研發(fā)工作的重點(diǎn)。據(jù)悉，SiC襯底成本占功率器件總價(jià)格約47%，因此，它是降低SiC功率器件成本的決定因素。

  “今后30年，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，襯底價(jià)格將進(jìn)一步緩慢下降，電動(dòng)汽車成為SiC器件的主要增長(zhǎng)動(dòng)力，預(yù)測(cè)5年內(nèi)SiC功率器件年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)28%?！瘪T志紅說。

  在談到GaN發(fā)展時(shí)，馮志紅表示，目前GaN外延用的半絕緣SiC單晶襯底正在向大尺寸方向發(fā)展，未來10年4英寸SiC單晶襯底將逐步被6英寸取代，以降低GaN射頻功率器件價(jià)格。同時(shí)，GaN新型異質(zhì)結(jié)材料有望拓展GaN高頻應(yīng)用市場(chǎng)。目前，用于GaN外延的Si襯底尺寸主流是6英寸，未來5年將擴(kuò)展至8英寸，未來10~15年內(nèi)將擴(kuò)展至12英寸，這使得外延片單位面積價(jià)格會(huì)大幅降低。

  Yole的報(bào)告顯示，去年功率GaN市場(chǎng)容量翻倍，主要緣于華為、蘋果、小米、三星等廠商快充應(yīng)用的滲透，今后仍將保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，并有望向電動(dòng)汽車領(lǐng)域滲透。馮志紅指出，目前，主流廠商已經(jīng)完成100mm直徑GaN單晶襯底研發(fā)工作，正在進(jìn)入量產(chǎn)階段，少部分廠商正在進(jìn)行150mm直徑研發(fā)工作，預(yù)計(jì)5年內(nèi)，襯底單位面積價(jià)格會(huì)伴隨直徑100mm襯底的快速推廣而小幅下降。