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SiC的經濟性前景可望!

發布時間:2022-03-10作者來源:薩科微瀏覽:2162

從SiC在生產制造上的困難和挑戰看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。

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



隨著技術的進步以及制造工藝的升級,SiC成本正快速下降



隨著SiC功率器件技術的進步和制造工藝從4英寸升級到6英寸,器件產業化水平不斷提高,SiC功率器件的成本正快速下降。


目前業界對于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年有望降至當前新能源汽車IGBT 單位成本水平。根據STM對MOSFET(SiC)和IGBT(Si 基)的成本對比,預計2-3年內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


結合Model 3對于MOSFET(SiC)(STM配套)的應用,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經濟性,當電池容量達到75kWh時,使用MOSFET(SiC)可在系統單位成本上獲得正向經濟性。


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綜上:隨著技術的進步以及制造工藝的升級, SiC功率器件的成本正快速下降。SiC的經濟性得到有效解決后,有賴于其在高壓、高頻、高溫環境下卓越的物理性能,其必然將引領包括新能源汽車在內的諸多行業,在功率半導體使用上迎來大規模升級迭代。


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