中国粉体网讯 当下，碳化硅（SiC）是一种极具发展前景的半导体材料，它主要应用于功率器件和系统当中，比如电动汽车等，同时，它也可以用于5G基站中的功率放大器。在一些超高压设备里面，碳化硅能够带来非常高的效能和效率。
目前来看，碳化硅材料在市场中的需求量越来越大，一直处于供不应求的状态，而供应量也是市场面临的主要挑战，另外就是良率和成本方面的挑战。
与传统的硅材料相比，碳化硅的优势非常明显。碳化硅能够提供更高的功率密度，这样，使用效率会更高，因而，设备的尺寸或者体积会更小，相应的电池的体积也会更小。比如说使用碳化硅材料的逆变器模块，和使用硅材料的相比，整个电池的效能提高了10%，与此同时，也可以将电池的体积缩小30%。因此，碳化硅能为各类应用带来巨大的价值。
在射频应用方面，碳化硅也有明显优势，特别是可以提供更好的散热，这点在5G基站里面是非常重要的。
亟待解决的问题
然而，由于处于发展的初级阶段，碳化硅技术并未成熟，还有很多问题需要解决。对此，法国Soitec公司全球战略执行副总裁Thomas Piliszczuk认为，目前，碳化硅材料面临着以下四个主要问题：一、碳化硅材料市场的供应问题，供不应求的状况越来越突出；二、晶圆的良率；三、电气性能或者产品的表现，目前来看，产品表现还可以，但是大家都希望整个产品性能能够更好；四、碳化硅晶圆的成本问题。
Soitec与应用材料合作
为了解决以上提到的问题，近期，Soitec宣布与应用材料公司启动联合项目，展开对新一代碳化硅衬底的研发，以满足市场，特别是大客户的需求。
作为一家一直专注于SOI材料研发和生产的公司，Soitec的SOI在RF领域有非常广泛的应用，特别是在5G时代，智能手机对于RF前端芯片和器件的需求量非常大。从4G到5G的转型过程当中，智能手机对于RF-SOI的需求，根据手机设备不同可增长20%至90%。而在FD-SOI方面，它能够在物联网的边缘侧提供非常好的运算能力和互联互通性，目前，有一些公司，如NXP、Lattice、还有中国的福州瑞芯微电子（RockChip）已经开始出货FD-SOI边缘计算芯片了。
此外，碳化硅是Soitec重点拓展的新半导体材料，此次与应用材料合作，就是为了在碳化硅方面实现突破。
希望解决的问题
Thomas Piliszczuk表示，Soitec希望解决碳化硅所有的问题。第一，希望能够提高碳化硅产品在市场的供应量；第二，希望能够提高产品良率；第三，希望能够提高产品的电气性能；第四，希望能够降低成本。但是，就目前阶段来说，Soitec的主要目标是希望能够首先解决供应量的问题，另外一个是产品的电气性能问题。关于成本问题，并不是目前所面临的主要挑战。
在生产碳化硅晶圆方面，Soitec采用的是其核心技术Smart CutTM，Thomas Piliszczuk介绍说：“我们使用Smart CutTM技术将碳化硅晶棒进行精准切割，切割成超薄单晶碳化硅层，再将切割后的超薄单晶碳化硅层放置在其他的材料之上，就形成了一个全新的结构，这与我们纯的碳化硅材料相比，可以带来同样或更好的电气性能。这样，我们可以增加良率并提高性能。”
其实，这套技术在SiC上的应用，Soitec很早之前就已经有所尝试了。Smart CutTM是Soitec的一个成熟且使用多年的技术解决方案。Thomas Piliszczuk表示，我们眼前的主要任务是将这项技术进行推广和量产，我们与应用材料进行合作，也说明了这一决心。
Soitec希望通过与应用材料的合作，预计在2020上半年结束的时候，也就是从现在起的未来六个月的时间，给客户送样品；如果客户满意，符合他们的要求，希望在2021上半年实现量产。
合作展望
据Thomas Piliszczuk介绍，应用材料是Soitec非常紧密的设备供应商合作伙伴，在过去的几十年当中一直保持着非常密切的合作关系，有过很多设备和产品的合作项目。此次，Soitec将过去的合作进行了升级，这次合作是两家公司携手一起去实现技术的突破和产品的升级。
Thomas Piliszczuk表示：“目前，碳化硅的市场机遇对于我们非常重要，也非常难得，市场需求很大，同时对碳化硅材料的要求又很有挑战性。从Soitec的角度来说，我们希望能够抓住这次机会，也希望能够在潮流当中与我们的伙伴携手去更好地抓住此次机遇。在这个项目的合作过程当中，Soitec所提供的是材料方面的领导力，提供了我们的经验，还有我们专家的力量，以及Smart CutTM技术。对应用材料公司来说，他们提供设备和一些专业知识，同时还包含流程的整合和流程的优化等。我们希望两家公司能够携手共同推进碳化硅材料的升级和发展，能够让我们更快、更稳地抓住市场上的关键客户。”
发展前景
目前来看，碳化硅对于汽车厂商的吸引力很大，对汽车制造商来说，包括一些OEM公司，他们对于碳化硅的衬底正在进行大胆的尝试，包含特斯拉，它是第一个采用碳化硅的电动汽车制造商。此外，还有大众，以及中国的比亚迪，他们在未来的碳化硅使用上有着非常宏大、长远的计划和路线图。
另外，在5G推广之后，在RF方面，碳化硅将会有非常广泛的应用，其中一个代表性的企业就是华为海思，它也是Soitec在中国的一个大客户，华为海思使用了很多以碳化硅为材料的芯片元器件。Thomas Piliszczuk表示：“对于碳化硅晶圆来说，主流的是6英寸的。在未来市场规模方面，Soitec预测到2024年，全球总体有效市场（TAM）对于碳化硅晶圆的需求将会达到每年400万~500万片，当然这个数值还会根据不同的企业或者不同的工厂有所差别，但总体需求是非常乐观的。”
（中国粉体网编辑整理/初末）
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