碳化硅(SIC)功率器件在許多電力電子應(yīng)用中相較于基于硅的器件具有一系列顯著的優(yōu)勢(shì)，這些應(yīng)用包括電動(dòng)交通工具、可再生能源和工業(yè)應(yīng)用。這些優(yōu)勢(shì)包括更高的效率、更低的損耗、更小的體積、更高的功率密度、更快的開關(guān)速度、更高的工作溫度、降低的寄生電容以及更高的可靠性。

　　提高碳化硅的產(chǎn)量和生產(chǎn)力對(duì)于加速其應(yīng)用至關(guān)重要。為了解決這一問題，Resonac公司與Soitec最近達(dá)成協(xié)議，開發(fā)使用Resonac基底和外延工藝生產(chǎn)的200mm(8英寸)SmartSiC碳化硅晶圓。這一合作標(biāo)志著Soitec在日本及其他全球市場(chǎng)實(shí)施高產(chǎn)量碳化硅技術(shù)的重要進(jìn)展。

　　在一次與Soitec汽車與工業(yè)執(zhí)行副總裁Emmanuel Sabonnadière的采訪中，Power Electronics News將探討這項(xiàng)合作的細(xì)節(jié)以及它如何促進(jìn)SmartSiC技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

　　SmartSiC技術(shù)

　　碳化硅是一種寬帶隙(WBG)材料，相比傳統(tǒng)硅材料在電動(dòng)汽車(EV)電力系統(tǒng)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。SiC能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的能量轉(zhuǎn)換，減少組件的尺寸和重量，從而降低整體系統(tǒng)成本。這些特點(diǎn)對(duì)于提升下一代電動(dòng)汽車的性能和能效至關(guān)重要。

　　SmartSiC晶圓提供優(yōu)越的器件性能、更高的生產(chǎn)良率，并在晶圓制造過程中減少能耗，能耗比傳統(tǒng)碳化硅生產(chǎn)方法降低高達(dá)70%。

　　Sabonnadière表示：“SmartSiC技術(shù)允許重復(fù)使用高質(zhì)量的單晶碳化硅晶圓超過10次，從而實(shí)現(xiàn)更具成本效益和更可持續(xù)的生產(chǎn)過程。這對(duì)于電動(dòng)汽車和工業(yè)應(yīng)用(如可再生能源和為人工智能數(shù)據(jù)中心供電)尤其關(guān)鍵?！?/p>

　　合作細(xì)節(jié)

　　作為此次合作的一部分，Soitec將提供其專有的SmartCut技術(shù)來生產(chǎn)SmartSiC晶圓。這些晶圓由高質(zhì)量的單晶SiC供體晶圓與高電導(dǎo)率的多晶SiC支撐晶圓結(jié)合而成，形成新一代的工程化晶圓，以提高器件性能、增加制造良率并減少生產(chǎn)過程中的能耗。

　　另一方面，Resonac(前稱昭和電工)將提供高質(zhì)量的單晶碳化硅基底以及外延工藝，這些對(duì)于生產(chǎn)可供器件加工的SiC晶圓至關(guān)重要。

　　Sabonnadière表示：“通過與Soitec的合作，Resonac旨在提高200mm(8英寸)SiC晶圓的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而多樣化和增強(qiáng)基于SiC技術(shù)的供應(yīng)鏈。”

　　正如Sabonnadière所述，此次合作旨在加速碳化硅技術(shù)在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的應(yīng)用。通過改善SiC晶圓的可用性和性能，該合作將有助于開發(fā)出更高效、更緊湊和更具成本效益的電動(dòng)汽車電力系統(tǒng)，支持更廣泛的電動(dòng)交通轉(zhuǎn)型。

　　Resonac的SiC基底以其卓越的單晶質(zhì)量和精確的外延工藝而著稱。與其他基底相比，Resonac的SiC基底具有更高的純度、更少的缺陷和更好的晶體對(duì)準(zhǔn)，這些因素轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體應(yīng)用中更好的性能和可靠性。這些高質(zhì)量基底對(duì)于在電力電子和其他先進(jìn)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最佳性能至關(guān)重要，使其在市場(chǎng)上脫穎而出。

　　Sabonnadière表示：“SmartCut工藝是SmartSiC技術(shù)的基礎(chǔ)，提供了優(yōu)越的結(jié)合界面質(zhì)量和可靠性。Soitec每年在硅材料上生產(chǎn)超過200萬片晶圓，采用的是三十年前創(chuàng)建的工藝。應(yīng)用于SiC后，通過將高質(zhì)量的單晶SiC供體晶圓與高導(dǎo)電性的多晶SiC支撐晶圓結(jié)合，提升了良率和性能?！?/p>

　　SmartSiC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

　　在SmartSiC晶圓制造過程中減少的能耗支持了Soitec和Resonac的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，降低了晶圓生產(chǎn)的環(huán)境影響。這一減少不僅降低了制造過程中的碳足跡，還與企業(yè)在能效和資源消耗減少方面的更廣泛承諾相一致。通過生產(chǎn)能耗更低的晶圓，兩家公司為開發(fā)更可持續(xù)的半導(dǎo)體技術(shù)作出了貢獻(xiàn)。

　　Sabonnadière指出，此次合作有望增強(qiáng)電氣設(shè)備制造商的競(jìng)爭(zhēng)力，為其提供高性能、低成本的SiC晶圓。這將有助于提高電動(dòng)汽車組件的效率，降低生產(chǎn)成本，從而使制造商在產(chǎn)品性能和定價(jià)方面具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。改進(jìn)的SiC技術(shù)還可以推動(dòng)創(chuàng)新，促進(jìn)更先進(jìn)和高效的電動(dòng)汽車系統(tǒng)的開發(fā)。

　　他補(bǔ)充道：“SmartSiC晶圓的日益采用預(yù)計(jì)將降低整體系統(tǒng)成本，這得益于制造過程的效率提高和高質(zhì)量晶圓的更高良率?！?/p>

　　在能量轉(zhuǎn)換的改進(jìn)和SiC組件的更緊湊設(shè)計(jì)為未來電動(dòng)汽車帶來了一系列積極的進(jìn)展。這些進(jìn)展包括增加的續(xù)航里程、更小的組件導(dǎo)致的車輛重量和尺寸減少，以及整體性能和能效的提高。這些進(jìn)展可以使電動(dòng)汽車在實(shí)際應(yīng)用中更具吸引力和成本競(jìng)爭(zhēng)力。

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