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技术突破,8英寸碳化硅走向“市场舞台”

■ 信息来源 | 化合物半导体洞察、集邦化合物半导体、青禾晶元、世纪金芯官网、新型陶瓷 (本文由“SAGSI硅基新材料”整理后发布,转载请注明出处)



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  • 4月11日,青禾晶元官方宣布,通过技术创新,在SiC键合衬底的研发上取得重要进展,在国内率先成功制备了8英寸SiC键合衬底。

  • 4月9日,世纪金芯宣布他们实现了8英寸SiC关键技术突破。

青禾晶元成功制备8英寸SiC键合衬底

4月11日,青禾晶元官方宣布,公司近日通过技术创新,在SiC键合衬底的研发上取得重要进展,在国内率先成功制备了8英寸SiC键合衬底。

8寸N型SiC复合衬底(source:青禾晶元)

青禾晶元介绍,对比6英寸SiC晶圆,8英寸SiC晶圆可用面积几乎增加一倍,芯片产出可增加80-90%,SiC晶圆升级到8英寸将会给汽车和工业客户带来重大收益,因此,SiC晶圆走向8英寸是业界公认的发展趋势。但SiC长晶受限于生长良率低、周期长等瓶颈导致成本无法有效降低。而先进SiC键合衬底技术可以将高、低质量SiC衬底进行键合集成,有效利用低质量长晶衬底,与长晶技术一同推进SiC材料成本的降低。青禾晶元认为,本次突破8英寸SiC键合衬底制备,有望加速8英寸SiC衬底量产进程,为产业界客户提供更具竞争力的价格。据悉,半导体异质集成技术可以提高碳化硅良率,而青禾晶元则是国内少数几家使用该技术大幅提高碳化硅良率的公司之一,极具市场稀缺性。青禾晶元成立于2020年7月,公司聚焦于新型半导体材料的研发生产制造,产品主要面向第三代半导体、三维集成、先进封装、功率模块集成等应用领域,现已完成晶圆键合设备、Chiplet设备及功率模块键合设备等多款设备的开发及量产,以及SiC、POI等键合集成衬底材料的规模化量产。值得一提的是,青禾晶元还拥有国内首条新型复合衬底量产线。2023年5月19日,青禾晶元天津新型键合集成衬底量产示范线通线活动在滨海高新区圆满举办。该产线是国内首条新型复合衬底量产线,于2022年6月签约落户,总投资9.9亿,首期产能规模3万片,未来计划达到15万片;衬底尺寸目前以6英寸为主,未来会转到8英寸。

世纪金芯实现8英寸SiC关键技术突破

世纪金芯在晶体尺寸、厚度、缺陷控制、生长速率、制备成本、及装备稳定性等方面取得可喜成绩。2024年2月,世纪金芯半导体8英寸SiC加工线正式贯通并进入小批量生产阶段,在8英寸SiC衬底量产方向更进一步。工艺技术方面,世纪金芯半导体采取了独特的保温设计和先进的热场分区结构,开发出适用于8英寸SiC稳定生长的工艺技术,逐步减少生长温度、时间、气压、功率等参数变化量,获得可重复性稳定参数,大幅提升了长晶的稳定性、重现性。突破了大尺寸、低应力等碳化硅晶体制备关键技术。    
产品方面,世纪金芯半导体开发的8英寸SiC单晶生长技术可重复生长出4H晶型100%、直径大于200mm、厚度超过10mm的晶体。8英寸加工线也同步建成,将配套8英寸单晶生长。通过进一步优化工艺,预期公司的8英寸SiC晶锭厚度将达到20mm以上。          近年来,世纪金芯不断加大碳化硅研发力度与项目布局,逐步巩固研发生产优势。公司产品覆盖6英寸、8英寸的SiC衬底片以及其他第三代半导体材料的布局研究。项目方面,2023年年底,世纪金芯全资子公司宇海电子“年产能70万片6-8英寸SiC单晶衬底项目”已经在包头发改委完成备案审批。此外,2022年9月,世纪金芯年产3万片6英寸碳化硅单晶衬底项目在合肥正式投产。  

合作方面,世纪金芯已获得十几家客户青睐,2023年12月,世纪金芯与湖南S公司已正式签订SiC衬底的战略合作协议,双方围绕SiC单晶衬底在业务和技术方面推行战略合作。另外,6英寸方面,世纪金芯6英寸碳化硅衬底片已与国内几家头部外延及晶圆厂商达成订单合作;8英寸方面,世纪金芯与中国台湾HY、JJ、韩国GJ实验室、SX等公司进行产品验证,与日本FG等单位进行8英寸衬底片的产品验证。


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