【新材料●新能源●低碳环保】 2018 第十期 第一片国产6英寸SiC MOSFET晶圆诞生；第三代半导体SiC新型充电模块电能转化效率可达96%；SDK9月份将SiC基晶圆产能扩大至每月7000片

【新材料●新能源●低碳环保】 2018 第十期 第一片国产6英寸碳化硅（SiC）MOSFET晶圆诞生；第三代半导体SiC新型充电模块电能转化效率可达96%；SDK预计，9月份将SiC基晶圆产能扩大至每月7000片

2018-05-11 张江发展战略研究院

采编 | Paul

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上海人大人科学发展研究院）

业界风云

第一片国产6英寸碳化硅（SiC）MOSFET晶圆诞生

来源：瞻芯电子|

2018年5月1日，第一片国产6英寸碳化硅（SiC）MOSFET晶圆诞生于临港科技城园区企业上海瞻芯电子科技有限公司（以下简称“上海瞻芯电子”），这是全体瞻芯人9个月来劳动汗水的结晶。

上海瞻芯电子是一家由海归博士领衔的无晶圆厂（Fabless）半导体初创公司，齐集了海内外一支经验丰富的工艺、器件、电路设计、系统应用、市场推广和商务管理的高素质核心团队。公司致力于开发以碳化硅功率器件为核心的高性价比功率芯片和模块产品，为电源和电驱动系统的小型化、高效化和轻量化提供完整的半导体解决方案。

上海瞻芯电子2017年7月17日在上海临港科技城正式注册成立；于2017年10月上旬完成工艺流程、器件和版图设计，在10月到12月间完成初步工艺试验；并且从2017年12月开始正式流片，在短短不到5个月内克服种种困难，成功地在一条成熟量产的6英寸工艺生产线上完成碳化硅（SiC） MOSFET的制造流程。晶圆级测试结果表明，各项电学参数达到预期，为进一步完成工艺和器件设计的优化奠定了坚实基础。

众所周知，碳化硅（SiC）是宽禁带（Wide Band Gap）半导体材料的典型代表，具有高禁带宽度、高击穿场强和高热导率等优良特性，成为制作高温、高频和大功率电力电子器件的理想半导体材料。近年来，随着6英寸碳化硅（SiC）晶圆在国际上的大规模投产，必将快速推进形成绿色节能的碳化硅（SiC）半导体产业链，更能为电力电子芯片产品的升级提供核心保证，推进混合和纯电动汽车（HEV/EV）、太阳能光伏、风力发电、高铁及轨道交通、智能电网、智能家电以及航空航天等产业发生革命性的改变。

2018年3月5日下午，全国政协十三届一次会议分组讨论政府工作报告。全国政协委员、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任、中科院院士欧阳明高表示，我国新能源汽车近年发展突飞猛进，在政府工作报告中也几次被提及，未来的发展方向就是要用新能源汽车取代传统汽车。“现在我们新能源汽车所用的电可能还有煤电，未来光伏发电就会占有更多比重，甚至全部使用光伏发电。”欧阳明高说，光伏需要新能源汽车来储能，而新能源汽车也需要完全的可再生能源。下一步两者的结合将形成新的增长点。在欧阳院士提到的三种主要应用“光伏逆变器+储能装置+新能源汽车”中，碳化硅（SiC）MOSFET功率器件都是不可或缺的重要半导体器件。

据行业媒体反馈，国内相关行业龙头企业比亚迪、阳光电源和华为等等都已经在旗舰产品系列中广泛使用了碳化硅（SiC）MOSFET。国际上，欧洲的350kW超级充电站已经采用了碳化硅（SiC）MOSFET功率模块产品；在新一代新能源车里的双向车载充电器以及高性能电驱动单元，也成为碳化硅（SiC）MOSFET应用的绝佳场所。

上海瞻芯电子将按照既定目标，一步一个脚印，夯实每一个工艺和设计环节，精雕细凿，奋力拼搏，争取早日实现工业级（JEDEC）和车规级（AEC Q101）碳化硅（SiC）MOSFET产品量产。全体瞻芯人明白，阶段性的成果只代表过去，我们将不忘初心砥砺前行，致力于成为国际一流的功率半导体芯片公司，为国家未来十年的高端芯片以及新能源事业贡献自己的力量。

第三代半导体SiC新型充电模块电能转化效率可达96%

来源：科技日报|

听多了虚拟货币、虚拟现实、虚拟主机……有没有听过虚拟生长？

“要长出高质量的碳化硅（SiC），我们需要对生产工艺进行设计、调试和优化。”晶体材料国家重点实验室教授陈秀芳带领的课题组有一项重要任务——通过物理气相沉积法生长出高质量、大尺寸的SiC单晶材料。

“但实际的生长耗时、耗料，可能也不稳定，通过计算机模拟‘虚拟生长’过程，可提前获知温度、生长速率等信息，”陈秀芳说。这个方法就像“战争推演系统”和实打实地实战一样奏效。

近日，国家重点研发计划“中低压SiC材料器件及其在电动汽车充电设备中的应用示范”项目召开年中总结会，由山东大学等单位承担的课题一，仅用一年时间就获得了低杂质的6英寸SiC晶体，单晶区直径大于15厘米，为了让这些晶圆能够批量生产，课题组还搭建了拥有自主知识产权的6英寸SiC单晶炉。

项目负责人、浙江大学教授盛况介绍，项目以应用需求为牵引，将实现材料—芯片—模块—充电设备—示范应用的全产业链创新。也就是说，高品质的SiC材料和芯片将成为充电设备的核心部件，经过封装、设计等工艺，为电动汽车高效、高能地充满电力。

“项目组由SiC领域内各环节多个实力较强的单位组成。截至目前，课题二开发了650V和1200V SiC MOSFET芯片，课题三开展了前沿的高K栅极介质的技术研究，研制出了1700V SiC MOSFET芯片，课题四完成了全SiC半桥功率模块的试制，课题五有2台充电样机在北京试运行。”盛况告诉记者，五个课题组就像一个产业链条上的五个关节，互为协作、互为支撑，将共同呈现出SiC从材料获得直到产业落地的全链条。

“今年下半年，课题一要给课题二、三的承担单位‘供货’，初步完成芯片封装和模块设计。”在盛况的任务文件中，有一张七彩的点线图，时间节点和课题任务头连头、尾接尾，有并行推进的，也有顺序完成的。项目甚至制定了“项目上下游课题间的送样计划和标准”。

“每次凑在一起都是奔着解决问题来的。”盛况说，前一年的研究正在稳步推进，现阶段我们要做的是在明确的方向下攻克核心技术，进一步落实关键任务。

如果整个项目是一艘行驶向“新型充电方式”的大船，课题五就是这个船上的舵手，“它明确地提出应用需求、实现目标，而上中游的研发团队则围绕目标制定具体的推进方案。”盛况说。

作为落地的具体实施者之一，泰科天润半导体科技（北京）有限公司吴海雷告诉科技日报记者，“与现在的充电桩相比，新型SiC充电模块能达到最高96%的电能转化效率。”

高温环境和空载是传统充电桩的“痛点”，第三代半导体的应用将解决这个问题。吴海雷说，研究表明，传统SiC器件充电模块的工作环境温度达到55℃时，开始降功率输出或停机，新型SiC充电模块在65℃时，才开始降低功率输出，“这基本杜绝了夏天宕机的情况。”

《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》显示，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过500万辆，“这意味着需要建480万个分布式充电桩、1.2万座集中式充换电站。”吴亚雷说。这是一个不断扩张和不断完善相结合的产业，为能源结构的重大调整和新能源对化石能源的革命性颠覆，它的起点是一种名为SiC的完美晶体的生长，紧随其后的是一条严密布局、创新涌动的产业链。

SDK预计，9月份将SiC基晶圆产能扩大至每月7000片

来源：新材料在线|

【据Semiconductor Today 网站1月23日报道】昭和电工株式会社（SDK）宣布，将进一步扩大其用于功率器件的高品质碳化硅（SiC）外延晶片的产量。目前，这些晶片在市场上以高级Epi（HGE）的商品名进行销售。

预计在经过第一步的扩展（计划在4月份完成）之后，SDK的HGE产能将从目前的每月3000片晶圆上升到每月5000片。在进一步扩张（9月份完成）之后，产能将达到每月7000片。

与硅基器件相比，基于SiC的功率器件可以在高温、高电压和高电流的条件下工作，同时还能大幅节能。这些优势使设备制造商能够生产更小、更轻且更节能的新一代电源控制模块。 SDK称，不仅在用作电源方面，在车载应用上，SiC功率器件正在取代传统的硅功率器件，如用于有轨电车的逆变器模块、车载电池充电器和快速充电。随着电动汽车市场的迅速发展，电动汽车（EV）车站也将随之产生。

SDK表示，由于HGE能够实现世界上最低的晶体缺陷密度和最高的晶圆均匀性，功率器件制造商意识到，SiC外延晶片的市场的将快速增加。因此，该公司决定进一步扩大HGE的生产设施。

关于张江发展战略研究院

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