碳化硅襯底，進化到12英寸！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）碳化硅產(chǎn)業(yè)當(dāng)前主流的晶圓尺寸是6英寸，并正在大規(guī)模往8英寸發(fā)展，在最上游的晶體、襯底，業(yè)界已經(jīng)具備大量產(chǎn)能，8英寸的碳化硅晶圓產(chǎn)線也開始逐漸落地，進入試產(chǎn)階段。

讓人沒想到的是，在8英寸碳化硅還遠(yuǎn)未大規(guī)模落地時，12英寸碳化硅襯底就已經(jīng)悄然面世。

天岳先進發(fā)布300mm碳化硅襯底

在上周的德國慕尼黑半導(dǎo)體展上，天岳先進發(fā)布了行業(yè)首款300mm（12英寸）碳化硅襯底。

圖源：天岳先進

300mm碳化硅襯底材料，能夠進一步擴大單片晶圓上可用于芯片制造的面積，大幅提升合格芯片產(chǎn)量。在同等生產(chǎn)條件下，顯著提升產(chǎn)量，降低單位成本，進一步提升經(jīng)濟效益，為碳化硅材料的更大規(guī)模應(yīng)用提供可能。

天岳先進表示，通過增加300mm碳化硅襯底產(chǎn)品，打造了更多的差異化的產(chǎn)品系列，并在產(chǎn)品品質(zhì)、性能等方面滿足客戶多樣化的需求。

更大的晶圓尺寸，意味著單片晶圓所能夠制造的芯片數(shù)量更多，晶圓邊緣的浪費減少，單芯片成本降低。Wolfspeed的報告顯示，以32mm為例，8英寸晶圓上的裸片數(shù)量相比6英寸增加近90%，同時邊緣裸片數(shù)量占比從14%降低至7%，也就是說8英寸晶圓利用率相比6英寸提升了7%。

而如果增加到12英寸，晶圓表面積是8英寸的1.75倍，理想情況下，不考慮良率時，12英寸晶圓能夠產(chǎn)出32mm2面積的裸片數(shù)量，是8英寸的兩倍以上，而晶圓利用率只會進一步提高。

因此，12英寸碳化硅襯底能夠幫助碳化硅產(chǎn)能再次躍升至新的水平。

碳化硅襯底演變歷程

碳化硅襯底在過去很長時間里，一直都停留在6英寸的階段。實際上早在2015年，多家公司，包括II-VI（現(xiàn)稱Coherent） 、Cree（現(xiàn)為Wolfspeed），就首次在業(yè)界展示出8英寸的碳化硅襯底樣品。

但由于在當(dāng)時電動汽車市場還未真正爆發(fā)，碳化硅的需求一直都未得到確認(rèn)，因此8英寸襯底的推進比較緩慢。

直到2019年，彼時的Wolfspeed宣布投入10億美元建設(shè)新工廠，其中包括一座8英寸的碳化硅晶圓廠，自此才拉開了8英寸碳化硅的量產(chǎn)之路。

實際上，新能源汽車市場也是從2019年后才開始正式踏上快車道。從幾家新能源頭部車企來看，特斯拉2019年全球銷量同比增長50%；比亞迪在2019年實際上則是迎來了一個低谷，經(jīng)歷了2020年疫情后，到2021年正式進入爆發(fā)增長階段，2022年銷量已經(jīng)是2019年的接近4倍。

到了2020年，有越來越多的廠商陸續(xù)加入到8英寸碳化硅的投資中。國內(nèi)方面，山西爍科晶體在這一年宣布成功研發(fā)8英寸碳化硅襯底，并即將實現(xiàn)量產(chǎn)；天科合達(dá)宣布開始啟動8英寸碳化硅晶片的研發(fā)。

2022年ST、羅姆也相繼展示8英寸SiC樣品，并開始小批量生產(chǎn)。Wolfspeed也在這一年正式啟動了其全球最大的8英寸碳化硅晶圓廠，并投產(chǎn)了首批產(chǎn)品。

在今年，國內(nèi)已經(jīng)有碳化硅襯底廠商大規(guī)模量產(chǎn)8英寸襯底，據(jù)稱前期主要是向海外客戶供應(yīng)。

寫在最后

實際上，博雅新材在今年3月也展示過12英寸的碳化硅晶錠，這是12英寸襯底的首次展出。不過目前8英寸襯底的產(chǎn)業(yè)鏈還在起步階段，晶圓制造側(cè)的8英寸產(chǎn)線目前市場上的保有量和產(chǎn)能還有很大的提升空間。從過去8英寸從首次亮相到真正量產(chǎn)用了7年多時間來看，相信碳化硅從8英寸切換到12英寸，中間還需要很長一段時間。