Siliziumkarbid-Herstellungsindustrie

Im Vergleich zuauf SiliziumbasisHalbleitermaterialien: Die Halbleitermaterialien der dritten Generation, repräsentiert durch Siliziumkarbid (SiC), weisen viele Vorteile auf, wie beispielsweise ein hohes Durchbruchselektronenfeld, eine hohe Driftgeschwindigkeit der gesättigten Elektronen und eine hohe Wärmeleitfähigkeit.

Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente werden hauptsächlich in Hochleistungsbereichen wie Fahrzeugen mit neuer Energie, Photovoltaik-Energiespeichern, Schienenverkehr und anderen Bereichen eingesetzt, insbesondere im Fahrzeugbereich. In den nächsten Jahren werden Anwendungen wie Bordnetzwechselrichter und Lademodule weiterhin mit hoher Geschwindigkeit wachsen.

Derzeit beschleunigen inländische Unternehmen ihren Eintritt in die Siliziumkarbid-Industriekette, und auch die Investitionsausgaben nehmen zu, was zu einem schnellen Wachstum aller Glieder der Industriekette führt.

Dem Bericht von Yole zufolge wird das Marktvolumen für Leistungsbauelemente aus Siliziumkarbid im Jahr 2027 die Marke von 6 Milliarden US-Dollar überschreiten und eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von über 30 % aufweisen.

Das Siliziumkarbid-basierte PowerDie Geräteindustriekette umfasst hauptsächlich die vorgelagerte Vorbereitung von Siliziumkarbidsubstraten, das Wachstum epitaktischer Schichten, die Midstream-Geräteherstellung und nachgelagerte Anwendungsmärkte.

Der Substratvorbereitungsprozess besteht hauptsächlich darin, hochreines Kohlenstoffpulver und hochreines Siliziumpulver zu Siliziumkarbidpulver zu synthetisieren. Unter speziellen Temperaturbedingungen wird hauptsächlich die physikalische Dampfübertragungsmethode (PVT-Methode) verwendet, um Siliziumkarbidkristallblöcke unterschiedlicher Größe zu züchten, und das Siliziumkarbidsubstrat wird nach mehreren Prozessen hergestellt.

Die epitaktische Verbindung besteht hauptsächlich aus Siliziumkarbidsubstrat, und die epitaktische Schicht wird durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) auf der Substratoberfläche gebildet.

Darunter wird Siliziumkarbid-Epitaxiefolie durch Züchten einer Siliziumkarbid-Epitaxieschicht auf einem leitfähigen Siliziumkarbid-Substrat hergestellt, die weiter zu Leistungsgeräten verarbeitet und in Fahrzeugen mit alternativer Energie, Photovoltaik, Schienenverkehr, Smart Grid, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt werden kann. Die Silizium-basierte Galliumnitrid-Epitaxiefolie (GaN-auf-SiC) wird durch Züchten einer Galliumnitrid-Epitaxieschicht auf einem halbisolierten Siliziumkarbid-Substrat hergestellt, die weiter zu Mikrowellen-HF-Geräten verarbeitet und in 5G-Kommunikationsfeldern eingesetzt werden kann.

In der Kostenstruktur der Herstellung von Siliziumkarbid-Geräten sind die Substratkosten mit 47 % am größten; an zweiter Stelle stehen die erweiterten Kosten mit 23 %. Diese beiden Prozesse sind wichtige Komponenten von SiC-Geräten.

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