SiC功率半導體器件需求年增29％，X-FAB計劃倍增6英寸SiC代工產能

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Yole預計，全球SiC功率半導體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，年複合成長率達29%。為滿足客戶對高性能功率半導體器件日益增長的需求，X-FAB計劃將6英寸SiC工藝產能提高一倍。

文｜樂川

校對｜叨叨

圖源｜網路

集微網消息，隨著提高效率成為眾需求中的重中之重，並且能源成本也在不斷增加，以前被認為是奇特且昂貴的碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等技術，現已變得更具性價比。此外，隨著市場的增長，由於規模經濟的關係，SiC或GaN晶體管和二極體在經濟上也越來越具有吸引力。

功率半導體（如二極體和MOSFET）可以通過幾種機制顯著節省能源。與傳統的硅器件相比，SiC二極體可以實現短得多的反向恢復時間，從而實現更快的開關。此外，其反向恢複電荷要少很多，從而可降低開關損耗。此外，其反向恢複電荷要少很多，從而可降低開關損耗。就其本身而言，SiC MOSFET沒有傳統硅IGBT關斷特性中所具有的拖尾電流，因此可以將關斷損耗降低多達90%，同時可以增加開關頻率，從而減少對外部平波電容的依賴。此外，SiC的寬頻隙特性，可使高壓晶體管的溝道設計得很窄，從而使單位面積上的RDS(ON)降低，而使採用標準功率封裝的SiC器件能夠實現比採用同類封裝的相應硅器件更低的傳導損耗。

由於可同時實現低開關損耗和導通損耗，並可實現高擊穿電壓，因此工程師可設計具有低分布電流（即低I2R損耗）的高效高壓電路。這在數據中心電源等電路中越來越重要——隨著數據中心面臨用戶數增加、消費者對流媒體服務的需求、對雲分析和存儲越來越依賴，以及物聯網（IoT）迅速發展的影響等趨勢，伺服器需要更高的功率來處理越來越多的計算負載。

根據市場研究機構Yole Développement的數據，全球SiC功率半導體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，2017~2023年的市場規模年複合成長率(CAGR)為29%，推動力來自混合動力及電動汽車、電力和光伏(PV)逆變器等方面的需求。

為滿足客戶對高性能功率半導體器件日益增長的需求，德國模擬/混合信號和特種晶圓代工廠X-FAB計劃將其位於美國德州拉伯克市的6英寸SiC工藝產能提高一倍。X-FAB被認為是第一家在6英寸晶圓上提供SiC工藝的晶圓代工廠，此次擴產也表明了其對SiC技術和代工業務模式的承諾。

為此，該公司購買了第二台加熱離子注入機，將於今年底交付，並於明年第一季度開始生產（以及時滿足近期的需求預期）。

X-FAB表示，其6英寸SiC工藝在功率半導體方面的優勢包括高工作電壓、顯著降低晶體管導通電阻、更低的傳輸和開關損耗、擴展的工作溫度範圍、導熱係數更高、工作頻率更高、寄生電容更低等等，可使客戶實現高效功率半導體器件，包括MOSFET、JFET和肖特基二極體等。

X-FAB指出，採用SiC功率器件的系統將受益於系統尺寸和重量的減小。此外，由於這類器件散熱較少，與類似的功率半導體技術相比，效率更高。這些優勢對於用於電動汽車、風力渦輪機和太陽轉換器中使用的開關電源及電源轉換器尤為關鍵。寬工作溫度範圍則提高了器件的可靠性，特別是在飛機、電動賽車和火車機車等主要工業應用中。在攜帶型醫療設備和混合動力電動車等應用中，減小尺寸和重量則非常關鍵。

「隨著SiC的日益普及，我們早就認識到增加離子注入能力對於我們在SiC市場的持續製造的重要性。」X-FAB Texas首席執行官Lloyd Whetzel表示，「這只是我們針對特定SiC製造工藝改進的整體投資計劃的第一步，這一步也同時展示了X-FAB對SiC行業的承諾，並保持我們在SiC代工業務中的領導地位。」

值得注意的是，由於看好功率半導體市場的增長前景，上個月日本半導體廠商羅姆也宣布在2026年3月以前投資600億日圓(約5.6億美元)，讓SiC功率半導體產能提高16倍。

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