國(guó)際

　　SiC領(lǐng)域進(jìn)展情況

　　企業(yè)再發(fā)布8英寸襯底。繼1月份ST宣布制造出首批8英寸SiC襯底后,，5月份法國(guó)材料商Soitec也發(fā)布了首片8英寸SiC襯底,。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上已有Wolfspeed,、Rohm,、ST、Onsemi、II-VI,、Soitec等企業(yè)成功研發(fā)出了8英寸SiC襯底,。隨著8英寸襯底的逐步量產(chǎn)，SiC功率器件成本大幅降低成為可能,。

　　8英寸SiC外延片開(kāi)發(fā)正在推進(jìn),。日本昭和電工宣布其“用于下一代綠色能源半導(dǎo)體的SiC晶圓技術(shù)”項(xiàng)目入選日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）“下一代數(shù)字基建”的研發(fā)計(jì)劃。該項(xiàng)目主要任務(wù)是開(kāi)發(fā)8英寸SiC外延片,，目標(biāo)是缺陷密度下降至少一個(gè)數(shù)量級(jí),，進(jìn)而降低下一代功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)成本。此外,，昭和電工3月份也宣布開(kāi)始量產(chǎn)6英寸功率半導(dǎo)體SiC單晶襯底,，實(shí)現(xiàn)了“襯底+外延”的整合。

　　車規(guī)級(jí)MOSFET持續(xù)推出,。II-VI、PI,、KEC等分別推出車規(guī)級(jí)SiC MOSEFT,，電壓集中在1200V、1700V,，特別是PI產(chǎn)品聲稱業(yè)界首款符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的汽車級(jí)開(kāi)關(guān)電源IC,。此外，英飛凌優(yōu)化了其650V SiC MOSFET,，并將其CoolSiC產(chǎn)品系列擴(kuò)展至2kV,；Onsemi則推出業(yè)界首款TOLL封裝的650V SiC MOSFET，可顯著提高能效和功率密度,。Qorvo公司在第三代半導(dǎo)體射頻器件方面具有全球領(lǐng)先地位,，其通過(guò)并購(gòu)UnitedSiC公司，擴(kuò)大業(yè)務(wù)版圖,，并在近期推出了第4代SiC FET,，和采用UnitedSiC先進(jìn)共源共柵技術(shù)的智能集成電機(jī)控制器。

　　MOSFET模塊產(chǎn)品增多,。Wolfspeed,、TDSC（東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社）、英飛凌,、三菱電機(jī)等紛紛推出新款SiC功率模塊,，產(chǎn)品額定電壓多在1200V、1700V,；功率模塊在封裝方面主要還是解決更小尺寸,、更好擴(kuò)展性和更高功率密度。此外，新產(chǎn)品也都在積極推進(jìn)與標(biāo)準(zhǔn)IGBT的兼容,。

　　應(yīng)用方面,，新能源汽車用800V SiC逆變器加速推出。BorgWarner（博格華納）,、McLaren Applied（麥克拉倫應(yīng)用技術(shù)）,、Equipmake、Marelli（馬瑞利）紛紛推出800V SiC逆變器,，以適應(yīng)新能源汽車對(duì)充電性能和整車運(yùn)行效率提升的需求,。豐田、雷克薩斯,、福特,、大眾、奔馳等整車企業(yè)也加快SiC電驅(qū)應(yīng)用,。

　　GaN領(lǐng)域進(jìn)展情況

　　襯底環(huán)節(jié),，豐田合成宣布成功制備出6英寸GaN單晶。豐田合成與大阪大學(xué)合作,，采用鈉助溶劑液相法,，在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)出高質(zhì)量籽晶，然后再經(jīng)過(guò)HVPE法生長(zhǎng)GaN單晶,。此外,，早在2021年6月，住友化學(xué)表示將投入100億日元（約5.86億人民幣）,，從2022年開(kāi)始量產(chǎn)4英寸GaN單晶襯底并表示已經(jīng)成功制作了6英寸的GaN襯底,，并加快量產(chǎn)技術(shù)的建立。

　　外延環(huán)節(jié),，韓國(guó)IVworks和應(yīng)用材料公司簽署聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議,，宣布共同開(kāi)發(fā)1200V GaN外延片以應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電器。IVworksi表示此次合作將使用其自產(chǎn)的混合薄膜設(shè)備(MEB)生產(chǎn)6英寸和8英寸外延片,，并通過(guò)混合MEB設(shè)備監(jiān)測(cè)GaN薄膜層的厚度,，以此來(lái)提高產(chǎn)量。

　　GaN電力電子耐壓水平提高到1200V,。EPC,、Rhom、Transphorm,、Cambridge GaN Devices ,、Teledyne e2v HiRel、Odyssey Semiconductor等企業(yè)均推出了GaN FET或HEMT產(chǎn)品,。其中,，EPC推出新品最多，電壓涉及350V、200V和100V,，包括超小型13.9mm2面積的40V,、1.1mΩ GaN FET，以及采用芯片級(jí)封裝,，適用于航空航天及應(yīng)用的耐輻射100V,、3.9mΩ、345AGaN FETEPC7018,，此外,，EPC還推出了多款搭載GaN FET的轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器和電源產(chǎn)品,。Teledyne e2v HiRel和Cambridge GaN Devices產(chǎn)品耐壓為650VM; Transphorm在其900V基礎(chǔ)上,，進(jìn)一步將其產(chǎn)品耐壓提高到1200V；Odyssey Semiconductor則是業(yè)界少數(shù)可以提供GaN垂直器件的企業(yè),，其最近推出的產(chǎn)品為耐壓700V,，導(dǎo)通電阻為1mOhm/cm2的垂直器件，而且Odyssey 有望在2022年為少數(shù)客戶提供1200 V垂直GaN FET,。

　　GaN射頻器件及應(yīng)用方面,，Integra宣布其100V GaN射頻技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始面向美國(guó)和歐洲客戶進(jìn)行生產(chǎn)出貨，單個(gè)晶體管的功率等級(jí)高達(dá)5kW,。意法半導(dǎo)體和MACOM宣布成功生產(chǎn)射頻Si基GaN原型；6月,，中國(guó)臺(tái)灣穩(wěn)懋公司宣布推出全新的0.12μm GaN-on-SiC技術(shù),，該工藝適用于28V操作，并在29GHz頻段產(chǎn)生超過(guò)4W/mm的飽和輸出功率,，線性增益為13.5dB,，效率接近50%。

　　GaN光電子器件及應(yīng)用方面,，從劍橋大學(xué)分拆出去的Micro LED公司Porotech宣布成功開(kāi)發(fā)出天然紅InGaN基Micro LED顯示器,，顯示面積為0.55英寸（對(duì)角線），分辨率為960 x 540,，此技術(shù)在降低成本的同時(shí),，可最大限度地將波長(zhǎng)提升至640nm或更高，從而改善更好地產(chǎn)品性能,。

　　超寬帶材料方面,，氧化鎵的研究熱度不減。上半年關(guān)于氧化鎵的多個(gè)研究成果基本都來(lái)自于日本,，主要有Novel,、大陽(yáng)日酸及東京農(nóng)工大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了6英寸葉片式 HVPE 設(shè)備，并首次成功地在6英寸測(cè)試晶圓（使用藍(lán)寶石襯底）上進(jìn)行了β-Ga2O3成膜，用HVPE法制造的β-Ga2O3外延片主要用于SBD和FET,。此外,，Novel Crystal Technology公司此前還宣布成功開(kāi)發(fā)出溝槽型安培級(jí)1200V耐壓氧化鎵SBD。這極大推動(dòng)高耐壓氧化鎵SBD的商業(yè)化進(jìn)程,。4月,，大陽(yáng)日酸宣布，其首臺(tái)氧化鎵（Ga2O3）MOCVD設(shè)備在東京農(nóng)工大學(xué)安裝落地,，并通過(guò)驗(yàn)證,。最新設(shè)計(jì)的氧化鎵MOCVD設(shè)備（型號(hào)為FR2000-OX）擁有1x2英寸晶圓的加工能力，能夠幫助制備復(fù)雜的器件結(jié)構(gòu),，并進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)材料的研發(fā),。

　　國(guó)內(nèi)

　　SiC領(lǐng)域進(jìn)展情況

　　襯底環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)相繼宣布突破8英寸SiC襯底,。山西爍科晶體和中科院物理所先后宣布突破8英寸SiC襯底這是國(guó)內(nèi)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域取得的又一個(gè)標(biāo)志性進(jìn)展,，成果后續(xù)產(chǎn)業(yè)化將有助于增強(qiáng)我國(guó)在SiC單晶襯底的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。此外,，晶體厚度也在不斷提升,，哈爾濱科友宣布其6英寸SiC導(dǎo)電型晶體厚度達(dá)到32mm。

　　外延方面,，除瀚天天成,、東莞東莞天域保持行業(yè)領(lǐng)先外，中電化合物宣布其外延產(chǎn)品通過(guò)車規(guī)級(jí)客戶審核,。中電化合物目前可向客戶提供650V,、1200V、1700V系列SiC外延片和GaN外延片產(chǎn)品,，其產(chǎn)能達(dá)2萬(wàn)片/年,，未來(lái)3年可望達(dá)到8萬(wàn)片，此外,，公司產(chǎn)品獲得IATF16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證,。

　　器件方面，多個(gè)企業(yè)推出二極管和MOSFET產(chǎn)品,。上半年,，三安半導(dǎo)體、森國(guó)科,、蓉矽半導(dǎo)體等企業(yè)宣布推出SiC二極管產(chǎn)品,，電壓主要在650V和1200V，其中三安半導(dǎo)體650V 20ASiC二極管于2022年1月首批入選《汽車芯片推廣應(yīng)用推薦目錄》,。

　　MOSFET方面,，華潤(rùn)微,、清純半導(dǎo)體、芯塔電子,、國(guó)星光電發(fā)布1200V SiC MOSFET新產(chǎn)品,。特別是清純半導(dǎo)體發(fā)布國(guó)內(nèi)首款15V驅(qū)動(dòng)的1200V SiC MOSFET器件，相比18V驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,，其設(shè)計(jì)和制造工藝要求更高,。此外，華潤(rùn)微平面型1200V SiC MOSFET產(chǎn)品進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)量產(chǎn)階段,。

　　模塊和應(yīng)用方面,，在不斷推出新品之外，國(guó)產(chǎn)SiC模塊開(kāi)始量產(chǎn)裝機(jī),。其中比亞迪1200V 1040A SiC模塊,，功率再創(chuàng)新高。該模塊采用了雙面燒結(jié)工藝,，可靠性提升,、工藝優(yōu)勢(shì)明顯；國(guó)星光電SiC功率模塊規(guī)格覆蓋1200V電壓等級(jí),，20A-80A的電流范圍,；臻驅(qū)科技SiC模塊產(chǎn)品應(yīng)用于上汽通用五菱；芯聚能APD系列SiC模塊用于smart精靈#1主驅(qū),。此外,，在特高壓輸變電方面，國(guó)家電網(wǎng)全國(guó)產(chǎn)6500V/400A的SiC MOSFET模塊應(yīng)用于雄安新區(qū)柔性變電站,。蔚來(lái)汽車則使用Onsemi的VE-Trac Direct SiC功率模塊,，該模塊是集成式單側(cè)直接冷卻(SSDC)，采用六組配置,，具有1.7mΩ的低導(dǎo)通電阻。集成針翅式基板可實(shí)現(xiàn)直接液體冷卻和易于組裝,，從而實(shí)現(xiàn)最大功率輸出和更有效的散熱,。

　　GaN領(lǐng)域進(jìn)展情況

　　GaN襯底，蘇州納維,、中鎵半導(dǎo)體是持續(xù)開(kāi)展GaN襯底研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,。其中，蘇州納維實(shí)現(xiàn)了2英寸氮化鎵單晶襯底的生產(chǎn)（位錯(cuò)密度降低到104cm-2）,、完成了4英寸產(chǎn)品的工程化技術(shù)開(kāi)發(fā),、突破了6英寸的關(guān)鍵技術(shù)；中鎵2英寸GaN自支撐襯底也實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)銷售,。

　　外延方面,，晶湛半導(dǎo)體發(fā)布Full Color GaN?全彩系列LED產(chǎn)品,，并實(shí)現(xiàn)300mm外延。晶湛半導(dǎo)體發(fā)布12英寸GaN-on-Si HEMT外延片,，在滿足大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用所需的漏電要求前提下,，成功覆蓋200V、650V,、1200V等不同擊穿電壓應(yīng)用場(chǎng)景需求,，該技術(shù)突破充分融合Si基GaN與硅CMOS工藝優(yōu)勢(shì)，有望進(jìn)一步提高GaN功率芯片性能,，大幅降低器件和系統(tǒng)成本,。此外，廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所先進(jìn)材料平臺(tái)也制備了位錯(cuò)密度低至2.7×108cm-2且方塊電阻高達(dá)2.43×1011Ω/R的高質(zhì)量GaN外延層模板,。

　　GaN功率器件方面,，英諾賽科、華潤(rùn)微,、鎵未來(lái),、芯冠科技、國(guó)星光電等均推出GaN功率器件,，產(chǎn)品以650V為主,。此外，三安光電在其投資者互動(dòng)平臺(tái)表示Si基GaN產(chǎn)品完成約608家客戶工程送樣及系統(tǒng)驗(yàn)證,，24 家進(jìn)入量產(chǎn)階段,。

　　應(yīng)用端，聯(lián)想,、Vivo,、Realme等消費(fèi)類電子廠商快充新品均使用了GaN功率電子，但芯片仍主要來(lái)自于Navitas,。

　　伴隨產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng),，國(guó)產(chǎn)裝備也不斷進(jìn)步。其中,，北方華創(chuàng)一季報(bào)顯示其SiC長(zhǎng)晶設(shè)備2022年出貨預(yù)超500臺(tái),；恒普科技推出新一代優(yōu)化版SiC電阻晶體生長(zhǎng)爐；季華實(shí)驗(yàn)室,、深圳納設(shè)智能先后發(fā)布6英寸SiC高溫外延設(shè)備,；大族半導(dǎo)體首次發(fā)布激光切片（QCB技術(shù)），并同期發(fā)布了兩款全新設(shè)備：SiC晶錠激光切片機(jī)（HSET-S-LS6200）,、SiC超薄晶圓激光切片機(jī)（HSET-S-LS6210）,。以切割2cm厚度的晶錠，分別產(chǎn)出最終厚度350μm,，175μm和100μm的晶圓為例,，QCB技術(shù)可在原來(lái)傳統(tǒng)線切割的基礎(chǔ)上提升分別為40%,，120%和270%的產(chǎn)能。此外,，晶盛機(jī)電推出全自動(dòng)MPCVD法生長(zhǎng)金剛石設(shè)備（型號(hào)XJL200A）,，成功生長(zhǎng)出高品質(zhì)寶石級(jí)的金剛石晶體。

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