期间， “IFWS 2021：碳化硅功率器件与封装应用论坛“成功召开。会议由芜湖启迪半导体有限公司、中国电子科技集团公司第四十八研究所、北京北方华创微电子装备有限公司、德国爱思强股份有限公司协办支持。
▲芜湖启迪半导体有限公司研发总监钮应喜
会上，芜湖启迪半导体有限公司研发总监钮应喜分享了“第三代半导体碳化硅器件产业化关键技术及发展进展”主题报告。他表示，SiC装置具备提高转换效率、减小能量损耗、增加功率容量、减小体积重量、提高可靠性等应用优势，对于提升效率降低装置损耗，SiC对于提升效率降低装置损耗，实现“碳中和、碳达峰”具有重要意义!
SiC在1kHz-10kHz的中高频、 >1000kW的中高功率范围有竞争力。2019年，SiC电力电子器件市场规模在5.6亿美金，预计2024年达到19亿美金以上，中低压需求较强的是新能源汽车。以特斯拉为例，采用碳化硅技术的电机驱动系统汽车，续航能力提升10%，达595公里。比亚迪汉EV电机控制器首次使用了高性能碳化硅MOSFET控制模块，续航能力达到了605公里。
同时，新能源汽车成为碳化硅发展的驱动力，全球新能源汽车市场加速发展。2020年全球汽车市场销量整体下滑，新能源汽车销量逆势增长43%，以德国为代表的欧盟国家和大众、丰田、沃尔沃等车企加速转型。根据预测，2030年，全球新能源汽车保有量最高将达到2.45亿辆。
另外，智能电网是碳化硅器件重要的应用领域，电力系统特点在于清洁、绿色能源、柔性交直流输电、远距离、大容量，对装置的需求包括工作电压高达1100kV、工作电流高达6250A、传输容量110GW，对器件的要求为额定高压10kV以上、大容量（数千安培）、全控、高可靠性、高温。因此，更高电压、更大容量、 更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的碳化硅功率器件具有重大需求。
碳化硅晶体技术的进展方面，钮应喜博士表示，SiC产业链包括晶体、衬底、外延、器件、模块和系统。SiC材料方面国内主要是4英寸，6英寸在扩量中，8英寸处于研发阶段，而国际上，Cree正在建设8英寸生产线。器件方面，目前国内新建的器件产线以6英寸为主，8英寸也规划中。随着国内多家SiC单晶衬底厂和外延厂的投产，SiC晶圆的成本在快速下降。据Yole统计国内有192家相关企业涉足SiC。SiC外延设备方面已经具备8寸能力，不过主要以进口设备为主，国内目前也有5家左右设备厂家开始研制SiC 外延炉，国产设备一开始进入市场验证中，预计未来碳化硅外延厂也会陆续增多。
碳化硅外延发展至今从理论、设备、工艺技术等方面已经取得很大的进展。理论方面：首先是台阶流模型的提出，其次是引入TCS生长体系，在理论基础上，设备应从硅烷体系发展到了氯基体系，外延设备也陆续实现国产替代；再次就是未来4H-SiC外延生长将向多片式、大尺寸、高均匀性、低缺陷方向发展；最后，为了使器件的性能能够进一步提升，通过外延来实现部分器件结构，主要是开发SiC外延沟槽填充技术，进一步降低器件的导通电阻；在高压应用方面，厚膜生长技术比较滞后，未来需要解决的技术有：厚膜少子寿命，缺陷控制，材料的均匀性。
钮应喜博士建议，当前在SiC晶体段，应优化技术，降低成本，加快6英寸产能扩充，突破8英寸技术攻关；在SiC外延领域，应加快8英寸外延生长技术及设备的研制，针对高压领域，突破厚膜外延产业化技术；在芯片端，应加快高端车规级产品的量产技术。
（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解！）
