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2021年12月24日 | PowerAmerica：碳化硅和传统硅技术之争
2021-12-24 来源：爱集微
12月24日，首届集微汽车半导体生态峰会以线上+线下形式举行。PowerAmerica常务董事兼首席技术官Victor Veliadis发表主题为《SiC与传统硅技术之争：现状与困境》的演讲。
Victor Veliadis开场表示，有能力支撑先进硅晶圆制造技术的企业非常至少，但除了存储和逻辑芯片，还有很多领域有机会盈利，如物联网、AI、5G等。在这些领域，成熟制程仍能投入芯片生产。
碳化硅功率器件是大型分立器件，能够承受大电流和高阻塞电压。基于电压、电流、频率、效率、温度及特定应用等考量，在较低频率下，硅基器件占据主导地位，但进入更高频率时，开关损耗会变大，硅基器件效率将下降，这是碳化硅和氮化镓极具竞争力的领域。
Victor Veliadis指出，15-600V范围是硅基器件颇有竞争力的区域，具有可靠、坚固、便宜、大电流耐受的特点；100-900V，氮化镓器件优势凸显；900V-10KV范围，碳化硅器件基本是必选项。而在电动汽车和供电领域有很多应用市场的650V，硅基器件和三代半都非常有竞争力。
碳化硅因其频率高、功率高，在高电压下，汽车、数据中心、太空领域等都是碳化硅的重要应用场景。根据Yole发布的技术路线图，2021年以后，碳化硅的推动力来自电动和混合动力汽车，电动汽车为碳化硅带来了大规模商业化的机会。
但Victor Veliadis表示，碳化硅在大规模商业化上还存在设备成本高昂、可靠性问题、人才储备等问题亟需解决。制造碳化硅衬底的过程比硅衬底复杂很多，这意味着需要更多的劳动力和时间，这将转为更高的成本。碳化硅起始晶圆占碳化硅器件成本的50-70%，降低晶圆成本是降低碳化硅设备成本的关键。
Victor Veliadis表示，硅晶圆在1992年时就有200mm尺寸，碳化硅晶圆尺寸发展比硅落后30年。而碳化硅元件成本通常比硅器件高3倍，以光伏逆变器为例，以碳化硅为原料制造的逆变器的半导体成本高出硅材料三倍，但总成本却比硅低。他解释道，碳化硅可以在更高的频率下工作，减少了磁铁的重量的体积，进一步减少了被动元件的成本，从而降低了整个系统的成本。
Victor Veliadis还介绍了碳化硅在制造过程中的不同点与难点，并表示与硅晶圆相比，碳化硅器件在工艺和设计中都存在竞争，诸多设计企业、高校和初创企业，都会提供碳化硅设计来帮助想进入该领域的企业更快地进入是市场。
史海拾趣
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