碳化硅襯底有諸多缺陷無法直接加工,需要在其上經(jīng)過外延工藝生長出特定單晶薄膜才能制作芯片晶圓,這層薄膜便是外延層。
外延處于產業(yè)鏈的中間環(huán)節(jié),有著非常關鍵的作用,一方面外延層的質量會受到晶體和襯底加工質量的影響,另一方面所有的器件基本上都需要在外延上實現(xiàn),外延的質量對器件的性能和良率有著決定性的影響。
目前,全球碳化硅外延市場被Wolfspeed和昭和電工(Showa Denko)雙寡頭壟斷,兩者共占據(jù)了超90%的市場份額,國內各廠商也在加快建設碳化硅外延生產線,下面就來盤點一下幾家企業(yè)的碳化硅外延產能情況。
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天域半導體
廣東天域半導體股份有限公司成立于2009年,是我國最早實現(xiàn)第三代半導體碳化硅外延片產業(yè)化的企業(yè),也是國內第一家獲得汽車質量認證(IATF 16949)的碳化硅半導體材料企業(yè)。經(jīng)過十余年的技術積累沉淀,公司已發(fā)展成為全球碳化硅外延片的主要供應商,在產品技術參數(shù)和客戶器件良率等方面已達國際領先水平,是我國碳化硅領域少數(shù)具備國際競爭力的企業(yè)之一。
此前天域半導體表示,目前擁有4-6英寸碳化硅外延晶片的年產能為12萬片,另外8英寸碳化硅外延片項目已于2022年4月落地東莞;在建的還有碳化硅外延材料研發(fā)及產業(yè)化項目,預計2025年竣工并投產,2028年全面達產后產能100萬片/年。
2021年7月,天域半導體獲得了華為哈勃的天使輪融資;2022年6月,公司宣布完成第二輪和第三輪的戰(zhàn)略投資者的引入工作。其中,第二輪戰(zhàn)投為比亞迪、上汽尚頎等,第三輪戰(zhàn)投為海爾資本、晨道資本、東莞大中和申能欣銳等;2023年2月,天域半導體再獲一筆約12億人民幣融資,投資方包括海富產業(yè)基金管理的中國比利時基金、廣東粵科投、南昌產業(yè)投資集團、嘉元科技、招商資本、乾創(chuàng)資本等,天域半導體估值已達130億,堪稱超級獨角獸。
瀚天天成
瀚天天成電子科技(廈門)有限公司于2011年在廈門火炬高新區(qū)成立,是我國第一大碳化硅半導體純外延晶片生產商,也是國內首家提供商業(yè)化6英寸碳化硅外延晶片的生產商,公司產品主要供應新能源汽車、光伏等領域,終端客戶包括特斯拉、蔚來等頭部新能源汽車品牌。
瀚天天成外延片生產項目二期于22年3月竣工驗收,23年達產產能為20萬/年;三期于22年啟動建設,預計2025達產后產能140萬片/年。
今年5月,瀚天天成宣布,完成了具有自主知識產權的 8 英寸碳化硅外延工藝的技術開發(fā),正式具備國產 8 英寸碳化硅外延片量產能力,并于近期簽署多項長期合約,包括價值超過 1.92 億美元(約合人民幣 13.91 億元)的 8 英寸碳化硅外延片長期合約,這項技術的突破,標志著我國已經(jīng)掌握商業(yè)化的 8 英寸碳化硅外延生長技術,進一步推動碳化硅外延材料的國產化進程,極大提升了我國在碳化硅外延領域的國際地位。
中電化合物
中電化合物半導體有限公司于2019年11月正式成立,是由中國電子信息產業(yè)集團有限公司旗下華大半導體有限公司主導投資的一家致力于開發(fā)、生產寬禁帶半導體材料的高科技企業(yè),主要聚焦在大尺寸、高性能的碳化硅材料和氮化鎵外延材料的研究、開發(fā)、生產和銷售,產品可廣泛用于電動汽車、新能源、柔性電網(wǎng)、工業(yè)裝備、家用消費電子設備等眾多領域。
2019年,中電化合物第三代半導體項目落戶浙江寧波,規(guī)劃產能為7萬片6吋SiC同質外延片生產線,和年產1萬片GaN外延片生產線;此前中電化合物表示,擴產項目計劃于今年9月完成廠房裝修并投產,其碳化硅外延年產能達2萬片,未來3年或達8萬片。
今年6月,中電化合物與韓國Power Master公司簽署了長期供應SiC材料的協(xié)議,包括8吋。
2023年10月31日,中電化合物順利完成客戶首批次8吋SiC外延片產品的交付,8吋相比6吋面積增加78%,可較大幅度降低碳化硅器件成本,為進一步推進碳化硅材料的降本增效提供有力支持,8吋外延產品的順利交付,標志著中電化合物的外延產品邁上一個新的臺階,可為行業(yè)提供更為領先的技術支持,推動碳化硅行業(yè)更加快速發(fā)展。
普興電子
河北普興電子科技股份有限公司是中電科半導體材料有限公司控股的股份制公司,成立于2000年11月,是國家認定的高新技術和集成電路生產企業(yè),致力于高性能半導體材料的外延研發(fā)和生產,主要產品為各種規(guī)格型號的硅基外延片、氮化鎵和碳化硅外延片,可廣泛應用于清潔能源、新能源汽車、航空航天、汽車、計算機、平板電腦、智能手機、家電等領域。
普興電子于2021年9月啟動外延材料產業(yè)基地建設項目,總投資金額為16.7億元,其中一期項目總投資5億元,根據(jù)此前公告,普興電子的6英寸碳化硅外延片批量生產線年產能為6萬片。2022年11月,項目第一片硅外延和碳化硅外延正式出爐,后續(xù)將進行新品全尺寸檢測評估并向客戶提供驗證樣片。
普興電子一期項目投產后,將新購置各類外延生產及清洗檢驗設備共392臺(套),預計可達到年產300萬片8英寸硅外延片、36萬片6英寸碳化硅外延產品的生產能力。
百識電子
南京百識電子科技有限公司成立于2019年,是一家第三代半導體外延代工服務商,致力于碳化硅及氮化鎵相關外延片的生產,并針對高壓、高功率以及射頻微波等應用市場提供碳化硅及氮化鎵外延代工服務。
2022年11月,百識電子二期項目簽約儀式在揚州市江都區(qū)政府會議中心舉行,總投資10億元,生產第三代半導體外延片,產品主要用于5G基站、電動車、雷達、快速充電器等。項目計劃分兩期建設,一期投資約6億元,建成達產后產能為15萬片。
三安半導體
三安光電旗下湖南三安半導體有限責任公司半導體產業(yè)化項目,主要從事碳化硅、硅基氮化鎵等第三代化合物半導體的研發(fā)及產業(yè)化,包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產業(yè)鏈,投資總額 160 億元(含土地使用權和流動資金),項目達產后,配套產能約36 萬片/年的生產能力,是國內首條、全球第三條碳化硅垂直整合產業(yè)鏈。
據(jù)了解,目前一期項目長晶、襯底、外延、芯片車間已全線正式批量生產,月產能力2萬片。二期工程于2022年7月開始動工,預計2023年年底完成,全面達產后將實現(xiàn)50萬片6寸碳化硅晶圓的年產能。
2023年6月,三安光電與意法半導體聯(lián)合宣布,雙方擬出資32億美元(約合人民幣228億元)合資建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工廠,預計于2025年完成階段性建設并逐步投產,2028年達產,規(guī)劃達產后生產8吋碳化硅晶圓10000片/周。
華旭硅材
華旭硅材股份有限公司于2010年在中國臺灣成立,是臺灣國碩集團旗下碩禾電子的子公司,主要產品包括碳化硅、金剛石線、多晶硅原料等,2021年底,華旭硅材展開6吋碳化硅晶圓及外延片制程建設,其目標到2024年,碳化硅晶圓及外延片業(yè)務營收占比將由目前10%多提升至60%。
2023年9月,華旭硅材的碳化硅外延片產線已進入試量產及調整階段,預計于今年第四季度投入量產,到2024年第一季度產能將達2.4萬片/年,此外,華旭硅材預計明年下半年將再增購一臺設備,期望在明年第四季將月產能倍增達到4000片(年產4.8萬片)。
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦半導體網(wǎng)):國內碳化硅外延廠商產能情況及動態(tài)