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功率器件最終往往是拼工藝,IGBT散熱器的最大威脅碳化硅器件一直統(tǒng)治著高壓功率應(yīng)用市場。近些年出現(xiàn)了一種新工藝碳化硅(SiC),碳化硅的絕緣破壞電場強(qiáng)度是傳統(tǒng)硅器件的9倍多,因此使用碳化硅工藝生產(chǎn)的功率器件導(dǎo)通電阻更低,芯片尺寸更小。防爆熱管散熱器,此外相比普通硅功率器件,碳化硅器件的工作頻率更高,也能夠耐受更高的環(huán)境溫度。因此在高壓功率市場,碳化硅器件簡直是IGBT的完美替代者,但是為何到目前為止,IGBT仍然占據(jù)主流應(yīng)用呢?
答案就是成本。據(jù)ROHM半導(dǎo)體(深圳)有限公司分立器件部水原德健介紹,目前同一規(guī)格的產(chǎn)品,碳化硅器件的價格是原有硅器件的5~6倍。這么高的價格自然阻礙了碳化硅功率器件的應(yīng)用推廣,用戶只有在對性能與可靠性要求極為嚴(yán)苛?xí)r,才會考慮使用碳化硅產(chǎn)品。2014年全球硅功率器件市場規(guī)模大約為100億美元左右,但是碳化硅功率器件市場則僅有1.2億美元。
那么為何碳化硅功率器件的成本這么高呢?最主要的原因與碳化硅這種材料的特性有關(guān)。水原德健表示,因?yàn)樘蓟璨牧陷^傳統(tǒng)硅材料硬度高很多,因此在生成晶體的時候就容易出現(xiàn)缺陷,此外過硬也會導(dǎo)致生成晶體的速度變得很慢,晶圓的尺寸也做不大,現(xiàn)在只能做到6英寸。合格率低與生產(chǎn)速度慢,無怪乎碳化硅的價格這么高。
碳化硅(SiC)工藝雖然有諸多優(yōu)點(diǎn),但高昂的成本仍然是其推廣的最大障礙
現(xiàn)在碳化硅工藝發(fā)展面臨最大的問題就是如何解決由于材料過硬導(dǎo)致的高昂成本。不過對于最終能否解決材料問題,水原德健倒是信心滿滿,他表示雖然現(xiàn)在還沒有具體的技術(shù)手段可以立竿見影的降低成本,但是只要一點(diǎn)一點(diǎn)去摸索,總是能夠逐漸降低成本的。他舉例說70年代硅材料也只能做到3英寸和4英寸,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,缺陷越來越少,尺寸也做得越來越大。將來碳化硅的成本一定可以降下來。
碳化硅現(xiàn)在的價格比5年前已經(jīng)降低了一半左右,但是水原德健認(rèn)為,以現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)來看,碳化硅器件的價格再降低一半花費(fèi)的時間要超過5年,當(dāng)然如果有全新的技術(shù)出現(xiàn),也許價格會降得快一些。
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