每經(jīng)記者 朱成祥    每經(jīng)編輯 陳俊杰    

5月30日，國內(nèi)晶圓代工巨頭芯聯(lián)集成總經(jīng)理趙奇接受了《每日經(jīng)濟(jì)新聞》在內(nèi)的媒體的采訪。

芯聯(lián)集成為汽車、新能源、工控、家電等領(lǐng)域提供完整的系統(tǒng)代工解決方案，其為國內(nèi)具備車規(guī)級IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）/SiC（碳化硅）芯片及模組和數(shù)?；旌细邏耗M芯片大規(guī)模生產(chǎn)制造能力的頭部企業(yè)。

碳化硅降本：從6英寸到8英寸

2024年4月，芯聯(lián)集成8英寸碳化硅工程片順利下線，這標(biāo)志著其成為國內(nèi)首家開啟8英寸碳化硅生產(chǎn)的晶圓廠。

近兩年，新能源汽車、風(fēng)光儲能等市場的發(fā)展，帶動碳化硅器件和模組需求規(guī)模持續(xù)高速增長。

目前，碳化硅MOSFET主要應(yīng)用在新能源車領(lǐng)域。趙奇告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者：“現(xiàn)在光伏領(lǐng)域已經(jīng)開始嘗試使用，主要用在大的光伏電站。碳化硅跟硅相比，在高壓下它的性能優(yōu)勢會體現(xiàn)得更明顯。”

他補(bǔ)充表示：“碳化硅還有一個大的應(yīng)用，就是電網(wǎng)。因?yàn)閷鑱碚f，耐壓的物理極限在8000伏左右，所以現(xiàn)在用硅開發(fā)電網(wǎng)的器件大概6500V的電壓就基本到頂。但是對電網(wǎng)來說，電壓越高，傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換效率也越高。所以以后超過6500V的器件一定是用碳化硅。因?yàn)殡娋W(wǎng)對安全性的要求更高，所以需要碳化硅先在車、光伏電站領(lǐng)域積累大量的工程數(shù)據(jù)?？煽啃愿昧?，它將來完全有機(jī)會在電網(wǎng)里實(shí)現(xiàn)大量的應(yīng)用。”

而碳化硅器件產(chǎn)能以及偏高的成本仍然阻礙著其進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用。目前，碳化硅單器件價格為硅器件的四五倍左右。碳化硅器件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能優(yōu)勢及成本優(yōu)化的最佳路徑是將芯片制造從6英寸轉(zhuǎn)到8英寸。

趙奇表示：“碳化硅從6英寸轉(zhuǎn)8英寸是行業(yè)共識，我們很早之前就開始準(zhǔn)備。一方面是把6英寸做起來，把技術(shù)積累做起來。另外通過跟6英寸供應(yīng)商的合作，也開始讓它們做8英寸。當(dāng)我們確認(rèn)襯底和外延的8英寸已經(jīng)差不多可以做出來，就啟動了8英寸器件制造產(chǎn)線，這是一個時間的選擇。當(dāng)然我們也看到，全球范圍內(nèi)，從科銳、意法到英飛凌也都紛紛在做自己的8英寸線，未來都會是往8英寸去轉(zhuǎn)移的。”

對于襯底、外延由誰供應(yīng)的問題，趙奇回復(fù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者稱：“我們的襯底和外延目前90%都是國內(nèi)的供應(yīng)商，我們最初的時候也買了一些國外的襯底。隨著國內(nèi)襯底公司快速發(fā)展，良率提升了很多。國內(nèi)供應(yīng)商就是具有這樣的特色，只要給它機(jī)會，反復(fù)迭代，它就可以快速地達(dá)到這個品質(zhì)。”

那么，供貨商是否能夠穩(wěn)定供貨？趙奇回復(fù)稱：“6英寸襯底和外延國內(nèi)供應(yīng)已經(jīng)完全沒有問題了，8英寸目前我們已經(jīng)下線在驗(yàn)證。我們覺得在襯底和外延領(lǐng)域，接下來國內(nèi)的供應(yīng)應(yīng)該完全沒有問題。”

8英寸碳化硅器件制造難在哪里？

對于碳化硅晶圓制造設(shè)備與硅基晶圓制造設(shè)備的區(qū)別，趙奇表示：“其實(shí)，兩者90%的設(shè)備是一樣的。由于碳化硅比較堅(jiān)硬，所以在器件制造過程中，我們必須把它的溫度加到比硅基更高。比如，在硅基器件制造過程里，通常來說最高溫度是到1200度，到1250度已是極限溫度。但在碳化硅器件制造過程中，有幾步工藝最高要用到2100度。”

兩者設(shè)備方面的主要區(qū)別在于滿足高溫的退火設(shè)備、爐管以及離子注入機(jī)的不同。比如，高溫退火設(shè)備需要在2100度下工作；柵極氧化膜的成長離不開1700度溫度的爐子；此外，離子注入方面，硅基的注入是常溫注入，而碳化硅太堅(jiān)硬，需將溫度提高到五、六百度，所以離子注入機(jī)也需要高溫高能。

那么，從6英寸碳化硅“器件制造”到8英寸碳化硅，究竟難在哪里呢？

趙奇認(rèn)為：“現(xiàn)階段，主要就是要解決碳化硅襯底在生產(chǎn)中的翹曲。8英寸硅基襯底厚度為0.725毫米。碳化硅雖然晶體很硬，但為了讓襯底片更便宜，需要比硅更薄，比如0.35毫米。這個厚度，在6英寸時還有一定剛性，到8英寸就會出現(xiàn)翹曲。翹曲之后，襯底片就不在一個平面上，真空吸不住。”

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