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近日，设计和制造创新半导体材料的行业领导者Soitec 宣布，公司已发布其首款 200 毫米碳化硅 SmartSiC 晶圆。随着该版本的发布，Soitec 能够将其 SiC 产品组合扩大到 150 毫米以上，将其 SmartSiC 晶圆的开发提升到一个新的水平，并满足汽车市场不断增长的需求。
据报道，其200mm 尺寸的 SmartSiC 衬底来自 Soitec 在格勒诺布尔 CEA-Leti 的衬底创新中心的试验线。该版本使Soitec 能够展示 200 毫米 SmartSiC 晶圆的质量和性能，并进行第一轮关键客户验证。
Soitec 于 2022 年 3 月在法国 Bernin 4 启动了新晶圆厂的建设。该晶圆厂主要致力于制造 150 毫米和 200 毫米的 SmartSiC 晶圆，预计将于 2023 年下半年投入运营。
据介绍，新产线将使用 Soitec 专利的 SmartCut 技术来生产创新型 SmartSiC™优化衬底，该种衬底由 Soitec 位于格勒诺布尔的 CEA-Leti 的衬底创新中心研发，将在工业及电动汽车应用中扮演关键作用。基于该种衬底的芯片可为电源系统带来显著的能效增益，帮助电动汽车提升续航里程、缩短充电时间并降低成本。目前，Soitec 已经与主要的碳化硅器件制造商展开基于 SmartSiC 合作，预测将于 2023 下半年开始实现该产品的盈利。
Soitec 首席执行官 Paul Boudre 表示：“我们预计，到 2030 年，电动汽车将占到新车总量的 40%。SmartSiC™解决方案具备差异化、高性能、可持续和高成本效益的优势，有助于优化能效，并助推电动汽车的广泛普及。此次扩产对我们而言是一个里程碑，因为 SmartSiC™将成为 Soitec 的另一大增长引擎，并驱动汽车和工业市场的转型。”
Soitec 独特的 SmartSiC 技术可以显着提高电力电子设备的性能并提高电动汽车的能源效率。该技术包括将非常薄的高质量 SiC 层粘合到电阻率非常低的多晶硅硅片上。
“Soitec的Smart SiC衬底将成为节能电动汽车的关键，” Soitec 首席技术官 Christophe Maleville说。他同时指出：“Soitec独特的技术使其能够开拓尖端工程衬底，并为汽车和工业市场的电力电子开辟新的前景。在我们的 SiC 衬底系列中增加 200mm使我们能够进一步区分我们的产品组合并解决在产品质量、可靠性、体积和能源效率方面，客户要求更加多样化。
Soitec表示，200mm Smart SiC晶圆的发布是我其Smart SiC技术开发和部署的一个重要里程碑。它巩固了我们的技术领先地位、我们推动创新和推出下一代晶圆技术的能力。
在国际知名大厂中，Wolfspeed、II-VI（高意）、SiCrystal（罗姆集团旗下子公司）、ST（意法半导体）等4家公司已拥有8英寸SiC衬底技术，并有部分公司展示了其8英寸衬底。Cree在2015年展示了8英寸SiC样品， 2019年完成了首批8英寸SiC晶圆样品的制样，正在美国达勒姆市新建的晶圆厂也规划以8英寸SiC产品为主。II-VI和SiCrystal也已经对外展示了8英寸SiC衬底样品，II-VI在样品展示上还早于Wolfspeed。
全球最大的八英寸
SiC
工厂：
Wolfspeed
纽约工厂开业
一个礼拜前，碳化硅（SiC）技术和制造的全球引领者 Wolfspeed, Inc. 也宣布，其位于美国纽约州莫霍克谷（Mohawk Valley）的采用领先前沿技术的 SiC 制造工厂正式开业。这座 200mm 晶圆工厂将助力推进诸多产业从 Si 基产品向 SiC 基半导体的转型。
纽约州州长 Kathy Hochul 莅临现场并预祝 Wolfspeed 在莫霍克谷（Mohawk Valley）大展宏图。Lucid Motors 产品高级副总裁兼首席工程师 Eric Bach 也出席了此次开业庆典。Wolfspeed 近日宣布了与 Lucid 签订多年协议，将为 Lucid 供应 SiC 器件。作为 Wolfspeed 关键合作伙伴，此次仪式别出心裁地采用 Lucid Motors 屡获殊荣的 Lucid Air®（被评为 2022 年度趋势汽车，2022 MotorTrend Car of the Year®）电动汽车进行剪彩。该款 Lucid Air Grand Touring 汽车配备 1050 马力动力，续航里程达到 516 英里（在美国 EPA 测试标准下）。
Wolfspeed 总裁兼首席执行官 Gregg Lowe 表示：“我们很荣幸今天能有这么多业界领袖拨冗出席，共同庆祝 Wolfspeed 莫霍克谷工厂（Mohawk Valley Fab）的盛大开业。我对于公司的团队和所有我们的合作伙伴倍感自豪，在如此短的时间之内建设完成这座极为重要的工厂。这座工厂将不仅仅在 2022 年为客户带来更多供应，更将会支持我们长期的竞争力。”
LucidMotors 产品高级副总裁兼首席工程师 EricBach 表示：“作为市场引领者和技术创新者，我们拥有和 Wolfspeed 相同的价值观和使命，那就是为高效节能和可持续未来提供业界领先的解决方案。今天，我们很高兴地宣布与 Wolfspeed 达成合作，未来将采用在这里制造的高品质 SiC 器件。”
莫霍克谷（Mohawk Valley）这座全自动新工厂将是全球首座且最大的 200mm SiC 工厂，提供毫不妥协的高品质晶圆和更高良率。在莫霍克谷（Mohawk Valley）开发的器件对于满足 Wolfspeed 200+ 亿美元销售管道（pipeline）和全球半导体产业的需求至关重要。首批 SiC 已于这个月早些时候在这座新工厂开始制造。
Wolfspeed 全球运营高级副总裁 Rex Felton 表示：“我们很高兴成为纽约州快速发展的半导体产业的一部分，并衷心感谢来自当地合作伙伴的强力且持续性的支持。这座新工厂展现了我们的承诺，采用最高标准，在运营上追求卓越，进而带来更高产量。这也就意味着我们将可以为客户提供更多的产品。Wolfspeed 在北卡罗来纳州同样在扩大运营。位于北卡罗来纳州达勒姆市的材料工厂计划将于今年晚些时候竣工。通过这些工厂的建设与协同发力，并综合 Wolfspeed 30 多年的研发历史、强有力的技术基础、丰富的制造经验和高端的人才，我们将在美国东海岸打造国家级的 SiC 走廊。”
据台媒钜亨网报道，中国台湾厂商汉磊在去年年底指出，目前 6 吋 SiC 需求持续畅旺、产能满载，3 年内则产能将扩充至 5000 片，而汉磊也首度表态将进入 8 吋 SiC 制程，预期 8 吋 SiC 基板成本将大幅减少 2-3 成，汉磊也不缺席将打入，扩大营运动能。
汉磊目前 SiC、GaN 月产能约当 6 吋各约 1000 片，明年 SiC 产能将大幅提升，GaN 也将扩充至 2000 片；而日前法说会上，汉磊预估，未来 2-3 年将持续扩产 SiC，产能将达目前的 5-7 倍。
汉磊继续指出，目前 6 吋 SiC 产能持续满载，未来扩充的产能，成长动能集中在车用与太阳能。
至于 8 吋 SiC 制程，张载良指出，随著全球 SiC 晶圆龙头厂 Wolfspeed 大举扩产，相关产能将大增 30 倍，加上中国台湾、中国大陆许多厂商加入化合物半导体行列，未来 8 吋基板成本可望减少 20-30%，汉磊也不会缺席 8 吋 SiC 领域。
相较于 SiC 产能大幅扩增，张载良说，很多厂商都在佈局 GaN，包括台积电、其他晶圆代工厂也都有在做，但 6 吋 GaN 适合做分离式元件，汉磊将专注在此领域，并在其中占有一席之地。
众所周知，以硅基为材料的晶圆已经开始从8英寸迈向了12英寸，硅晶圆的生产经验是否可以助力SiC晶圆向更大面积发展，与硅晶圆相比，SiC晶圆的生产难点又在哪里？
深圳基本半导体有限公司总经理和巍巍博士在去年接受半导体行业观察的采访时表示：“与硅材料芯片相比，8英寸和6英寸SiC生产的主要差别在高温工艺上，例如高温离子注入，高温氧化，高温激活等，以及这些高温工艺所需求的hard mask（硬掩模）工艺等。”
高温工艺关乎着SiC的良率，这也是各大SiC厂商所着力研发的关键环节之一。
而除了与硅晶圆在生产工艺上有所差异以外，在SiC从6英寸向8英寸发展的过程中也存在着一些差异。
““在功率半导体制造的离子注入、薄膜沉积、介质刻蚀、金属化等环节，8英寸碳化硅与6英寸SiC的差距不大。”和巍巍博士指出：“8英寸SiC的制造难点主要集中在衬底生长、衬底切割加工、氧化工艺。其中，衬底生长方面，扩径到8英寸，对衬底生长的难度会成倍增加；衬底切割加工方面，越大尺寸的衬底切割应力、翘曲的问题越显著；氧化工艺一直是碳化硅工艺中的核心难点，8英寸、6英寸对气流和温场的控制有不同需求，工艺需各自独立开发。”
显然，SiC向更大晶圆面积发展的路并不好走，在这一点上，从SiC从4英寸走向6英寸的过程中便可略窥一二——据 Yole 预测数据显示，2020 年4英寸SiC晶圆接近 10 万片，而 6英寸晶圆市场需求已超过8万片，预计将在2030年逐步超越4英寸晶圆。
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