当下,新能源汽车、5G通讯、光伏、储能等下游领域迸射出的强烈需求,正驱动着碳化硅(SiC)产业在高速发展,与此同时多方纷纷加强研发力度,旨在突破技术壁垒,抢占市场先机。
其中,作为碳化硅突破瓶颈的重要工艺节点,8英寸SiC衬底成为各方抢攻的黄金赛道。
下一个拐点尺寸:8英寸SiC衬底
作为第三代半导体代表材料之一,碳化硅具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势,在高温、高压、高频领域表现优异,已成为半导体材料技术领域的主要发展方向之一。
随着下游需求的带动,碳化硅正处于高速增长期,据TrendForce集邦咨询分析2023年整体SiC功率元件市场规模达22.8亿美元,年成长41.4%,并预估至2026年SiC功率元件市场规模可望达53.3亿美元。
从产业链结构上看,SiC器件的成本主要由衬底、外延、流片和封测等环节形成,衬底在SiC器件成本中占比高达~45%。业界认为,为了降低单个器件的成本,进一步扩大SiC衬底尺寸,在单个衬底上增加器件的数量是降低成本的主要途径。8英寸SiC衬底将比6英寸在成本降低上具有明显优势。
Wolfspeed数据显示,从6英寸升级到8英寸,衬底的加工成本有所增加,但合格芯片产量可以增加 80%-90%;同时8英寸衬底厚度增加有助于在加工时保持几何形状、减少边缘翘曲度,降低缺陷密度,从而提升良率,采用8英寸衬底可以将单位综合成本降低50%。
目前碳化硅产业以6英寸为主流,占据近80%市场份额,8英寸则不到1%。8英寸的晶圆尺寸扩展,是进一步降低碳化硅器件成本的关键。若达到成熟阶段,8英寸单片的售价约为6英寸的1.5倍,且8英寸能够生产的晶粒数约为6英寸SiC晶圆的1.8倍,晶圆利用率显著提高。
显然,6英寸向8英寸扩径的行业趋势明确,8英寸SiC衬底蕴含着国内厂商实现弯道超车的机遇,TrendForce集邦咨询研究数据指出,目前8英寸的产品市占率不到2%,并预测2026年市场份额才会成长到15%左右。