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SiC的經(jīng)濟(jì)性前景可望!

發(fā)布時間:2022-03-10作者來源:薩科微瀏覽:2158

從SiC在生產(chǎn)制造上的困難和挑戰(zhàn)看SiC的成本問題


非常慢的生長速度以及主流尺寸只有4-6英寸,決定了碳化硅的襯底價格遠(yuǎn)高于硅襯底。


  • 相比于Si的拉單晶生長,碳化硅的單晶需要更高的溫度和更復(fù)雜的生長方法。

  • Si單晶的生長速度約為300mm/h,碳化硅單晶的生長速度約為400um/h,兩者差了近800倍。

  • SiC晶錠的長度比硅短得多,大約只有20-50mm。

  • 質(zhì)量方面,碳化硅位錯密度遠(yuǎn)高于硅、砷化鎵等材料。本身還存在一些較大的應(yīng)力,導(dǎo)致面型參數(shù)還有些問題。這些問題會降低外延材料的質(zhì)量,降低器件的制造良率,影響期間的可靠性和壽命。



隨著技術(shù)的進(jìn)步以及制造工藝的升級,SiC成本正快速下降



隨著SiC功率器件技術(shù)的進(jìn)步和制造工藝從4英寸升級到6英寸,器件產(chǎn)業(yè)化水平不斷提高,SiC功率器件的成本正快速下降。


目前業(yè)界對于SiC材料的成本下降曲線較為樂觀,單位逆變器峰值相電流價值量($/Arms)2025年有望降至當(dāng)前新能源汽車IGBT 單位成本水平。根據(jù)STM對MOSFET(SiC)和IGBT(Si 基)的成本對比,預(yù)計2-3年內(nèi)MOSFET(SiC)的成本有望下降至IGBT(Si 基)的 2~2.5 倍,年均降幅約15%。


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同時SiC的綜合效益顯著


結(jié)合Model 3對于MOSFET(SiC)(STM配套)的應(yīng)用,綜合考慮使用MOSFET(SiC)帶來的電池成本、磁材成本和其他成本的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性,當(dāng)電池容量達(dá)到75kWh時,使用MOSFET(SiC)可在系統(tǒng)單位成本上獲得正向經(jīng)濟(jì)性。


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綜上:隨著技術(shù)的進(jìn)步以及制造工藝的升級, SiC功率器件的成本正快速下降。SiC的經(jīng)濟(jì)性得到有效解決后,有賴于其在高壓、高頻、高溫環(huán)境下卓越的物理性能,其必然將引領(lǐng)包括新能源汽車在內(nèi)的諸多行業(yè),在功率半導(dǎo)體使用上迎來大規(guī)模升級迭代。


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