സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനുള്ള ആമുഖം
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) കാർബണും സിലിക്കണും ചേർന്ന ഒരു സംയുക്ത അർദ്ധചാലക വസ്തുവാണ്, ഇത് ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ വസ്തുക്കളിൽ ഒന്നാണ്. പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലുമായി (Si) താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ ബാൻഡ് വിടവ് സിലിക്കണിൻ്റെ 3 മടങ്ങാണ്. താപ ചാലകത സിലിക്കണിൻ്റെ 4-5 മടങ്ങാണ്; ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് സിലിക്കണിൻ്റെ 8-10 മടങ്ങാണ്; ഇലക്ട്രോണിക് സാച്ചുറേഷൻ ഡ്രിഫ്റ്റ് നിരക്ക് സിലിക്കണിൻ്റെ 2-3 മടങ്ങ് ആണ്, ഇത് ഉയർന്ന ഊർജ്ജം, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന ആവൃത്തി എന്നിവയ്ക്കായി ആധുനിക വ്യവസായത്തിൻ്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു. ഹൈ-സ്പീഡ്, ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി, ഹൈ-പവർ, ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിനാണ് ഇത് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡ്, ന്യൂ എനർജി വെഹിക്കിൾസ്, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് വിൻഡ് പവർ, 5G കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ തുടങ്ങിയവയാണ് ഡൗൺസ്ട്രീം ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നത്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഡയോഡുകളും MOSFET-കളും വാണിജ്യപരമായി പ്രയോഗിച്ചു.
ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ ബാൻഡ് വിടവ് സിലിക്കണിൻ്റെ 2-3 ഇരട്ടിയാണ്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നത് എളുപ്പമല്ല, ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനിലയെ നേരിടാൻ കഴിയും, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ താപ ചാലകത സിലിക്കണിൻ്റെ 4-5 ഇരട്ടിയാണ്, ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപ വിസർജ്ജനം എളുപ്പമാക്കുന്നു, കൂടാതെ പ്രവർത്തന താപനില പരിധി ഉയർത്തുന്നു. ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, കൂളിംഗ് സിസ്റ്റത്തിലെ ആവശ്യകതകൾ കുറയ്ക്കുമ്പോൾ വൈദ്യുതി സാന്ദ്രത ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കും, ടെർമിനലിനെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും ചെറുതുമാക്കുന്നു.
ഉയർന്ന മർദ്ദം സഹിക്കുക. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ തകർച്ച ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തി സിലിക്കണിൻ്റെ 10 മടങ്ങാണ്, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളെ ചെറുക്കാൻ കഴിയുന്നതും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ അനുയോജ്യവുമാണ്.
ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പ്രതിരോധം. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് സിലിക്കണിൻ്റെ ഇരട്ടി ഇലക്‌ട്രോൺ ഡ്രിഫ്റ്റ് റേറ്റ് ഉണ്ട്, ഇത് ഷട്ട്ഡൗൺ പ്രക്രിയയിൽ കറൻ്റ് ടെയ്‌ലിംഗിൻ്റെ അഭാവത്തിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഉപകരണത്തിൻ്റെ സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഉപകരണത്തിൻ്റെ മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ മനസ്സിലാക്കാനും കഴിയും.
കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ നഷ്ടം. സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് വളരെ കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധശേഷിയും കുറഞ്ഞ നഷ്ടവുമാണ്. അതേ സമയം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ ഉയർന്ന ബാൻഡ്-ഗാപ്പ് വീതി ചോർച്ച കറൻ്റും വൈദ്യുതി നഷ്ടവും വളരെ കുറയ്ക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഷട്ട്ഡൗൺ പ്രക്രിയയിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണത്തിന് നിലവിലെ ട്രെയിലിംഗ് പ്രതിഭാസമില്ല, കൂടാതെ സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറവാണ്.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വ്യവസായ ശൃംഖല
ഇതിൽ പ്രധാനമായും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, എപ്പിടാക്‌സി, ഉപകരണ രൂപകൽപ്പന, നിർമ്മാണം, സീലിംഗ് തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മെറ്റീരിയലിൽ നിന്ന് അർദ്ധചാലക പവർ ഉപകരണത്തിലേക്കുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച, ഇൻഗോട്ട് സ്ലൈസിംഗ്, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച, വേഫർ ഡിസൈൻ, നിർമ്മാണം, പാക്കേജിംഗ്, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവ അനുഭവപ്പെടും. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ സമന്വയത്തിന് ശേഷം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഇൻഗോട്ട് ആദ്യം നിർമ്മിക്കുന്നു, തുടർന്ന് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അടിവസ്ത്രം സ്ലൈസിംഗ്, ഗ്രൈൻഡിംഗ്, മിനുക്കുപണികൾ എന്നിവയിലൂടെ ലഭിക്കും, കൂടാതെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഷീറ്റ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയിലൂടെ ലഭിക്കും. ലിത്തോഗ്രാഫി, എച്ചിംഗ്, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ, മെറ്റൽ പാസിവേഷൻ, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയിലൂടെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപയോഗിച്ചാണ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, വേഫർ ഡൈ ആയി മുറിച്ച്, ഉപകരണം പാക്കേജുചെയ്‌ത്, ഉപകരണം ഒരു പ്രത്യേക ഷെല്ലിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു മൊഡ്യൂളിലേക്ക് കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു.
വ്യവസായ ശൃംഖല 1-ൻ്റെ അപ്സ്ട്രീം: സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് - ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയാണ് പ്രധാന പ്രക്രിയ ലിങ്ക്
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെ വിലയുടെ ഏകദേശം 47% സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റാണ്, ഏറ്റവും ഉയർന്ന നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങൾ, ഏറ്റവും വലിയ മൂല്യം, ഭാവിയിലെ വൻകിട വ്യവസായവൽക്കരണത്തിൻ്റെ കാതൽ.
ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടി വ്യത്യാസങ്ങളുടെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പദാർത്ഥങ്ങളെ ചാലക സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളായും (റെസിസ്റ്റിവിറ്റി മേഖല 15~30mΩ·cm) സെമി-ഇൻസുലേറ്റഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളായും (105Ω·cm-ൽ കൂടുതൽ പ്രതിരോധശേഷി) വിഭജിക്കാം. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്ക് ശേഷം യഥാക്രമം പവർ ഡിവൈസുകൾ, റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി ഡിവൈസുകൾ തുടങ്ങിയ വ്യതിരിക്ത ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഈ രണ്ട് തരം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയിൽ, സെമി-ഇൻസുലേറ്റഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പ്രധാനമായും ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ആർഎഫ് ഉപകരണങ്ങൾ, ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഉപകരണങ്ങൾ മുതലായവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സെമി-ഇൻസുലേറ്റഡ് എസ്ഐസി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഗാൻ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ലെയർ വളർത്തുന്നതിലൂടെ, സിക് എപ്പിടാക്‌സിയൽ പ്ലേറ്റ് തയ്യാറാക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് എച്ച്ഇഎംടി ഗാൻ ഐസോ-നൈട്രൈഡ് ആർഎഫ് ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് കൂടുതൽ തയ്യാറാക്കാം. വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ചാലക സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ പവർ ഉപകരണ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്‌തമായി, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അടിവസ്ത്രത്തിൽ നേരിട്ട് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പവർ ഉപകരണം നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയില്ല, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഷീറ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി ചാലക അടിവസ്ത്രത്തിൽ വളർത്തേണ്ടതുണ്ട്. Schottky ഡയോഡ്, MOSFET, IGBT എന്നിവയിലും മറ്റ് പവർ ഉപകരണങ്ങളിലുമാണ് പാളി നിർമ്മിക്കുന്നത്.
ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള കാർബൺ പൗഡർ, ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ പൗഡർ എന്നിവയിൽ നിന്ന് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി സംശ്ലേഷണം ചെയ്തു, കൂടാതെ വിവിധ വലുപ്പത്തിലുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഇൻഗോട്ട് പ്രത്യേക താപനില ഫീൽഡിന് കീഴിൽ വളർത്തി, തുടർന്ന് ഒന്നിലധികം പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയകളിലൂടെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അടിവസ്ത്രം നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു. പ്രധാന പ്രക്രിയയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സമന്വയം: ഫോർമുല അനുസരിച്ച് ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ പൗഡർ + ടോണർ കലർത്തിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ 2000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതികരണ അറയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം നടത്തുകയും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണങ്ങളെ നിർദ്ദിഷ്ട ക്രിസ്റ്റൽ തരവും കണികയും ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വലിപ്പം. ക്രഷിംഗ്, സ്ക്രീനിംഗ്, ക്ലീനിംഗ്, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയിലൂടെ ഉയർന്ന ശുദ്ധമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുക.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ പ്രധാന പ്രക്രിയയാണ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച. നിലവിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള പ്രധാന മാർഗ്ഗങ്ങൾ ഫിസിക്കൽ നീരാവി കൈമാറ്റം (PVT), ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (HT-CVD), ലിക്വിഡ് ഫേസ് എപ്പിറ്റാക്സി (LPE) എന്നിവയാണ്. അവയിൽ, ഏറ്റവും ഉയർന്ന സാങ്കേതിക പക്വതയുള്ളതും എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ SiC അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ വാണിജ്യ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള മുഖ്യധാരാ രീതിയാണ് PVT രീതി.
SiC അടിവസ്ത്രം തയ്യാറാക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഇത് അതിൻ്റെ ഉയർന്ന വിലയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു
താപനില ഫീൽഡ് നിയന്ത്രണം ബുദ്ധിമുട്ടാണ്: Si ക്രിസ്റ്റൽ വടി വളർച്ചയ്ക്ക് 1500℃ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ, അതേസമയം SiC ക്രിസ്റ്റൽ വടി 2000 ഡിഗ്രിക്ക് മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയിൽ വളർത്തേണ്ടതുണ്ട്, കൂടാതെ 250-ലധികം SiC ഐസോമറുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ പ്രധാന 4H-SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം, കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ഇല്ലെങ്കിൽ, മറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകൾ ലഭിക്കും. കൂടാതെ, ക്രൂസിബിളിലെ താപനില ഗ്രേഡിയൻ്റ് SiC സപ്ലിമേഷൻ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ നിരക്കും ക്രിസ്റ്റൽ ഇൻ്റർഫേസിലെ വാതക ആറ്റങ്ങളുടെ ക്രമീകരണവും വളർച്ചാ രീതിയും നിർണ്ണയിക്കുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ നിരക്കിനെയും ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരത്തെയും ബാധിക്കുന്നു, അതിനാൽ വ്യവസ്ഥാപിത താപനില ഫീൽഡ് രൂപീകരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ. Si മെറ്റീരിയലുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ, ഉയർന്ന താപനില ഓക്‌സിഡേഷൻ, ഉയർന്ന താപനില ആക്‌റ്റിവേഷൻ, ഈ ഉയർന്ന താപനില പ്രക്രിയകൾക്ക് ആവശ്യമായ ഹാർഡ് മാസ്‌ക് പ്രക്രിയ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന താപനില പ്രക്രിയകളിലും SiC ഉൽപാദനത്തിലെ വ്യത്യാസമുണ്ട്.
മന്ദഗതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച: Si ക്രിസ്റ്റൽ വടിയുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് 30 ~ 150mm/h വരെ എത്താം, 1-3m സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റൽ വടിയുടെ ഉത്പാദനം ഏകദേശം 1 ദിവസം മാത്രമേ എടുക്കൂ; ഉദാഹരണമായി PVT രീതിയുള്ള SiC ക്രിസ്റ്റൽ വടി, വളർച്ചാ നിരക്ക് ഏകദേശം 0.2-0.4mm/h ആണ്, 3-6cm-ൽ താഴെ വളരാൻ 7 ദിവസം, വളർച്ചാ നിരക്ക് സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ 1% ൽ താഴെയാണ്, ഉൽപ്പാദന ശേഷി അങ്ങേയറ്റം ആണ്. പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
ഉയർന്ന ഉൽപന്ന പാരാമീറ്ററുകളും കുറഞ്ഞ വിളവും: SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളിൽ മൈക്രോട്യൂബ് ഡെൻസിറ്റി, ഡിസ്‌ലോക്കേഷൻ ഡെൻസിറ്റി, റെസിസ്റ്റിവിറ്റി, വാർപേജ്, ഉപരിതല പരുക്കൻത മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അടഞ്ഞ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അറയിൽ ആറ്റങ്ങളെ ക്രമീകരിക്കുന്നതിനും പൂർണ്ണമായ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കും ഇത് ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ സിസ്റ്റം എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആണ്. പാരാമീറ്റർ സൂചികകൾ നിയന്ത്രിക്കുമ്പോൾ.
മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ഉയർന്ന പൊട്ടൽ, നീണ്ട കട്ടിംഗ് സമയം, ഉയർന്ന വസ്ത്രം എന്നിവയുണ്ട്: SiC Mohs കാഠിന്യം 9.25 വജ്രത്തിന് പിന്നിൽ രണ്ടാമതാണ്, ഇത് മുറിക്കുന്നതിനും പൊടിക്കുന്നതിനും മിനുക്കുന്നതിനുമുള്ള ബുദ്ധിമുട്ടിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു, ഇതിന് ഏകദേശം 120 മണിക്കൂർ എടുക്കും. 3 സെൻ്റീമീറ്റർ കട്ടിയുള്ള ഒരു കഷണം 35-40 കഷണങ്ങൾ മുറിക്കുക. കൂടാതെ, SiC യുടെ ഉയർന്ന പൊട്ടൽ കാരണം, വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗ് വെയർ കൂടുതൽ ആയിരിക്കും, കൂടാതെ ഔട്ട്പുട്ട് അനുപാതം ഏകദേശം 60% മാത്രമാണ്.
വികസന പ്രവണത: വലുപ്പത്തിൽ വർദ്ധനവ് + വില കുറയുന്നു
ആഗോള SiC മാർക്കറ്റ് 6 ഇഞ്ച് വോളിയം പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈൻ പക്വത പ്രാപിക്കുന്നു, പ്രമുഖ കമ്പനികൾ 8 ഇഞ്ച് വിപണിയിൽ പ്രവേശിച്ചു. ആഭ്യന്തര വികസന പദ്ധതികൾ പ്രധാനമായും 6 ഇഞ്ച് ആണ്. നിലവിൽ, മിക്ക ആഭ്യന്തര കമ്പനികളും ഇപ്പോഴും 4 ഇഞ്ച് പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈനുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണെങ്കിലും, വ്യവസായം ക്രമേണ 6 ഇഞ്ചിലേക്ക് വികസിക്കുന്നു, 6 ഇഞ്ച് സപ്പോർട്ടിംഗ് ഉപകരണ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പക്വതയോടെ, ആഭ്യന്തര SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യയും സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയെ ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഉൽപ്പാദന ലൈനുകളുടെ തോത് പ്രതിഫലിക്കും, നിലവിലെ ആഭ്യന്തര 6 ഇഞ്ച് ബഹുജന ഉൽപ്പാദന സമയ ഇടവേള 7 വർഷമായി ചുരുങ്ങി. വലിയ വേഫർ വലുപ്പം സിംഗിൾ ചിപ്പുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ വർദ്ധനവ് വരുത്തുകയും വിളവ് നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും എഡ്ജ് ചിപ്പുകളുടെ അനുപാതം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും, ഗവേഷണത്തിനും വികസനത്തിനും വിളവ് നഷ്ടം ഏകദേശം 7% ആയി നിലനിർത്തും, അതുവഴി വേഫർ മെച്ചപ്പെടുത്തും. വിനിയോഗം.
ഉപകരണ രൂപകൽപ്പനയിൽ ഇപ്പോഴും നിരവധി ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ട്
SiC ഡയോഡിൻ്റെ വാണിജ്യവൽക്കരണം ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുന്നു, നിലവിൽ, നിരവധി ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കൾ SiC SBD ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, ഇടത്തരം, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് SiC SBD ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് നല്ല സ്ഥിരതയുണ്ട്, വാഹന ഒബിസിയിൽ, സ്ഥിരത കൈവരിക്കാൻ SiC SBD+SI IGBT ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിലവിലെ സാന്ദ്രത. നിലവിൽ, ചൈനയിലെ SiC SBD ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ പേറ്റൻ്റ് രൂപകൽപ്പനയിൽ തടസ്സങ്ങളൊന്നുമില്ല, വിദേശ രാജ്യങ്ങളുമായുള്ള വിടവ് ചെറുതാണ്.
SiC MOS-ന് ഇപ്പോഴും നിരവധി ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ട്, SiC MOS ഉം വിദേശ നിർമ്മാതാക്കളും തമ്മിൽ ഇപ്പോഴും ഒരു വിടവ് ഉണ്ട്, പ്രസക്തമായ നിർമ്മാണ പ്ലാറ്റ്ഫോം ഇപ്പോഴും നിർമ്മാണത്തിലാണ്. നിലവിൽ, ST, Infineon, Rohm, മറ്റ് 600-1700V SiC MOS എന്നിവ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനം കൈവരിക്കുകയും നിരവധി നിർമ്മാണ വ്യവസായങ്ങളുമായി ഒപ്പിടുകയും ഷിപ്പ് ചെയ്യുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, അതേസമയം നിലവിലെ ആഭ്യന്തര SiC MOS ഡിസൈൻ അടിസ്ഥാനപരമായി പൂർത്തീകരിച്ചു, നിരവധി ഡിസൈൻ നിർമ്മാതാക്കൾ ഫാബുകളുമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. വേഫർ ഫ്ലോ ഘട്ടം, പിന്നീട് ഉപഭോക്തൃ പരിശോധനയ്ക്ക് ഇനിയും കുറച്ച് സമയം ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ വലിയ തോതിലുള്ള വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് ഇനിയും ഒരുപാട് സമയമുണ്ട്.
നിലവിൽ, പ്ലാനർ ഘടനയാണ് മുഖ്യധാരാ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്, ഭാവിയിൽ ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള മേഖലയിൽ ട്രെഞ്ച് തരം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. പ്ലാനർ ഘടന SiC MOS നിർമ്മാതാക്കൾ ധാരാളം ഉണ്ട്, പ്ലാനർ ഘടന ഗ്രോവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പ്രാദേശിക തകർച്ച പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത് എളുപ്പമല്ല, ഇത് ജോലിയുടെ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുന്നു, 1200V ന് താഴെയുള്ള വിപണിയിൽ വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യമുണ്ട്, പ്ലാനർ ഘടന താരതമ്യേനയാണ്. ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയും ചെലവ് നിയന്ത്രണവും രണ്ട് വശങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിന്, നിർമ്മാണ അവസാനം ലളിതമാണ്. ഗ്രോവ് ഉപകരണത്തിന് വളരെ കുറഞ്ഞ പാരാസൈറ്റിക് ഇൻഡക്‌ടൻസ്, ഫാസ്റ്റ് സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത, കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, താരതമ്യേന ഉയർന്ന പ്രകടനം എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.
2--SiC വേഫർ വാർത്ത
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വിപണി ഉൽപ്പാദനവും വിൽപ്പന വളർച്ചയും, വിതരണവും ഡിമാൻഡും തമ്മിലുള്ള ഘടനാപരമായ അസന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ ശ്രദ്ധിക്കുക
ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഹൈ-പവർ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് എന്നിവയുടെ വിപണി ഡിമാൻഡിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വളർച്ചയോടെ, സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ ഫിസിക്കൽ ലിമിറ്റ് തടസ്സം ക്രമേണ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന മൂന്നാം തലമുറ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ ക്രമേണയായി. വ്യവസായവത്കരിക്കപ്പെടും. മെറ്റീരിയൽ പ്രകടന വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ബാൻഡ് വിടവിൻ്റെ 3 മടങ്ങ് വീതിയും 10 മടങ്ങ് ഗുരുതരമായ തകർച്ച ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ശക്തിയും 3 മടങ്ങ് താപ ചാലകതയും ഉണ്ട്, അതിനാൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പവർ ഉപകരണങ്ങൾ ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന മർദ്ദം, എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും, പവർ ഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമതയും ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുന്നു.
നിലവിൽ, SiC ഡയോഡുകളും SiC MOSFET-കളും ക്രമേണ വിപണിയിലേക്ക് നീങ്ങി, കൂടുതൽ മുതിർന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങളുണ്ട്, അവയിൽ റിവേഴ്സ് റിക്കവറി ചാർജിൻ്റെ പ്രയോജനം ഇല്ലാത്തതിനാൽ ചില മേഖലകളിൽ സിലിക്കൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡയോഡുകൾക്ക് പകരം SiC ഡയോഡുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു; ഓട്ടോമോട്ടീവ്, എനർജി സ്റ്റോറേജ്, ചാർജിംഗ് പൈൽ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക്, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവയിലും SiC MOSFET ക്രമേണ ഉപയോഗിക്കുന്നു; ഓട്ടോമോട്ടീവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ മേഖലയിൽ, മോഡുലറൈസേഷൻ്റെ പ്രവണത കൂടുതൽ കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, SiC യുടെ മികച്ച പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നതിന് വിപുലമായ പാക്കേജിംഗ് പ്രക്രിയകളെ ആശ്രയിക്കേണ്ടതുണ്ട്, സാങ്കേതികമായി താരതമ്യേന മുതിർന്ന ഷെൽ സീലിംഗ് മുഖ്യധാര, ഭാവി അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് സീലിംഗ് വികസനം. , അതിൻ്റെ ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കിയ വികസന സവിശേഷതകൾ SiC മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വില കുറയുന്ന വേഗത അല്ലെങ്കിൽ ഭാവനയ്ക്ക് അപ്പുറം
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രയോഗം പ്രധാനമായും ഉയർന്ന വിലകൊണ്ട് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, അതേ നിലവാരത്തിലുള്ള SiC MOSFET ൻ്റെ വില Si അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള IGBT യേക്കാൾ 4 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്, കാരണം സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ പ്രക്രിയ സങ്കീർണ്ണമാണ്, അതിൽ വളർച്ച സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലും എപ്പിറ്റാക്സിയലും പരിസ്ഥിതിയെ കഠിനമാക്കുക മാത്രമല്ല, വളർച്ചാ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലാവുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്കുള്ള സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പ്രോസസ്സിംഗ് മുറിക്കലും മിനുക്കലും പ്രക്രിയയിലൂടെ കടന്നുപോകണം. സ്വന്തം മെറ്റീരിയൽ സവിശേഷതകളും അപക്വമായ പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ആഭ്യന്തര അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ വിളവ് 50% ൽ താഴെയാണ്, കൂടാതെ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ ഉയർന്ന അടിവസ്ത്രത്തിനും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വിലയ്ക്കും കാരണമാകുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപകരണങ്ങളുടെയും സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത ഉപകരണങ്ങളുടെയും വില തികച്ചും വിപരീതമാണ്, മുൻ ചാനലിൻ്റെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, എപ്പിടാക്‌സിയൽ ചെലവുകൾ യഥാക്രമം 47%, 23% എന്നിങ്ങനെയാണ്, മൊത്തം ഉപകരണത്തിൻ്റെ 70%, ഉപകരണ രൂപകൽപ്പന, നിർമ്മാണം. ബാക്ക് ചാനലിൻ്റെ സീലിംഗ് ലിങ്കുകൾ 30% മാത്രമാണ്, സിലിക്കൺ അധിഷ്‌ഠിത ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് പ്രധാനമായും ബാക്ക് ചാനലിൻ്റെ വേഫർ നിർമ്മാണത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത് ഏകദേശം 50% ആണ്, കൂടാതെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ചെലവ് 7% മാത്രമാണ്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വ്യവസായ ശൃംഖലയുടെ തലകീഴായി നിൽക്കുന്ന മൂല്യത്തിൻ്റെ പ്രതിഭാസം അർത്ഥമാക്കുന്നത്, അപ്സ്ട്രീം സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് എപ്പിറ്റാക്സി നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് സംസാരിക്കാനുള്ള പ്രധാന അവകാശമുണ്ട്, ഇത് ആഭ്യന്തര, വിദേശ സംരംഭങ്ങളുടെ ലേഔട്ടിൻ്റെ താക്കോലാണ്.
വിപണിയിലെ ചലനാത്മക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ വില കുറയ്ക്കൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ നീളമുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ, സ്ലൈസിംഗ് പ്രക്രിയ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പുറമേ, വേഫർ വലുപ്പം വികസിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്, ഇത് മുൻകാലങ്ങളിൽ അർദ്ധചാലക വികസനത്തിൻ്റെ പക്വമായ പാത കൂടിയാണ്, വോൾഫ്സ്പീഡ് ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് 6 ഇഞ്ചിൽ നിന്ന് 8 ഇഞ്ചിലേക്ക് അപ്‌ഗ്രേഡ് ചെയ്യുന്നു, യോഗ്യതയുള്ള ചിപ്പ് ഉൽപ്പാദനം 80%-90% വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സംയുക്ത യൂണിറ്റ് ചെലവ് 50% കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.
2023 "8 ഇഞ്ച് SiC ഫസ്റ്റ് ഇയർ" എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ഈ വർഷം, ആഭ്യന്തര, വിദേശ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നിർമ്മാതാക്കൾ 8 ഇഞ്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ ലേഔട്ട് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉൽപ്പാദന വിപുലീകരണത്തിനായി 14.55 ബില്യൺ യുഎസ് ഡോളറിൻ്റെ വോൾഫ്സ്പീഡ് ഭ്രാന്തൻ നിക്ഷേപം. 8 ഇഞ്ച് SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് നിർമ്മാണ പ്ലാൻ്റിൻ്റെ നിർമ്മാണമാണ് ഇതിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗം, ഭാവിയിൽ നിരവധി കമ്പനികൾക്ക് 200 mm SiC ബെയർ ലോഹത്തിൻ്റെ വിതരണം ഉറപ്പാക്കാൻ; ഭാവിയിൽ 8 ഇഞ്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനായി ആഭ്യന്തര ടിയാൻയു അഡ്വാൻസ്ഡ്, ടിയാൻകെ ഹെഡ എന്നിവയും ഇൻഫിനിയോണുമായി ദീർഘകാല കരാറുകളിൽ ഒപ്പുവച്ചു.
ഈ വർഷം മുതൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് 6 ഇഞ്ചിൽ നിന്ന് 8 ഇഞ്ചായി ത്വരിതപ്പെടുത്തും, 2022 ലെ 6 ഇഞ്ച് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ യൂണിറ്റ് ചിപ്പ് വിലയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ 2024 ഓടെ 8 ഇഞ്ച് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ യൂണിറ്റ് ചിപ്പ് വില 60% ൽ കൂടുതൽ കുറയുമെന്ന് വോൾഫ്സ്പീഡ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. , ചെലവ് കുറയുന്നത് ആപ്ലിക്കേഷൻ വിപണിയെ കൂടുതൽ തുറക്കും, ജി ബോണ്ട് കൺസൾട്ടിംഗ് ഗവേഷണ ഡാറ്റ ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. 8 ഇഞ്ച് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ നിലവിലെ വിപണി വിഹിതം 2% ൽ താഴെയാണ്, 2026 ഓടെ വിപണി വിഹിതം ഏകദേശം 15% ആയി വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
വാസ്തവത്തിൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ വില കുറയുന്നതിൻ്റെ നിരക്ക് പലരുടെയും ഭാവനയെ കവിയുന്നു, 6 ഇഞ്ച് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ നിലവിലെ വിപണി ഓഫർ 4000-5000 യുവാൻ/പീസ് ആണ്, വർഷത്തിൻ്റെ തുടക്കവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് വളരെ കുറഞ്ഞു. അടുത്ത വർഷം 4000 യുവാനിൽ താഴെയാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ചില നിർമ്മാതാക്കൾ ആദ്യ വിപണി ലഭിക്കുന്നതിന്, വിൽപ്പന വില താഴെയുള്ള വിലയിലേക്ക് കുറച്ചു, വിലയുദ്ധത്തിൻ്റെ മാതൃക തുറന്നു, പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അടിവസ്ത്രത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചു ലോ-വോൾട്ടേജ് ഫീൽഡിൽ വിതരണം താരതമ്യേന പര്യാപ്തമാണ്, ആഭ്യന്തര, വിദേശ നിർമ്മാതാക്കൾ ഉൽപ്പാദന ശേഷി വിപുലപ്പെടുത്തുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനെ സങ്കൽപ്പിക്കുന്നതിലും നേരത്തെ അമിത വിതരണ ഘട്ടം അനുവദിക്കുക.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജനുവരി-19-2024