ဆီလီကွန်ကာဗိုက် မိတ်ဆက်
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) သည် မြင့်မားသောအပူချိန်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားမှု၊ ပါဝါမြင့်မားမှုနှင့် ဗို့အားမြင့်ကိရိယာများပြုလုပ်ရန် စံပြပစ္စည်းများထဲမှတစ်ခုဖြစ်သည့် ကာဗွန်နှင့် ဆီလီကွန်ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။ သမားရိုးကျ ဆီလီကွန်ပစ္စည်း (Si) နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ တီးဝိုင်းကွာဟမှုသည် ဆီလီကွန်ထက် ၃ ဆဖြစ်သည်။ အပူစီးကူးမှုသည် ဆီလီကွန်ထက် 4-5 ဆ၊ ပြိုကွဲဗို့အားသည် ဆီလီကွန်ထက် ၈-၁၀ ဆ၊ အီလက်ထရွန်းနစ် ရွှဲပျံမှုနှုန်းသည် ပါဝါမြင့်မားမှု၊ ဗို့အားမြင့် နှင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားမှုအတွက် ခေတ်မီစက်မှုလုပ်ငန်း၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးသည့် ဆီလီကွန်ထက် 2-3 ဆဖြစ်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်၊ ပါဝါမြင့်မားပြီး အလင်းထုတ်လွှတ်သည့် အီလက်ထရွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် အဓိကအားဖြင့် ၎င်းကို အသုံးပြုသည်။ ရေအောက်ပိုင်း အပလီကေးရှင်းနယ်ပယ်များတွင် စမတ်ဂရစ်၊ စွမ်းအင်သုံးယာဉ်အသစ်များ၊ photovoltaic လေစွမ်းအင်၊ 5G ဆက်သွယ်ရေးစသည်ဖြင့် ပါဝင်သည်။ Silicon carbide diodes နှင့် MOSFET များကို စီးပွားဖြစ်အသုံးချခဲ့သည်။
မြင့်မားသောအပူချိန်ခုခံ။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ band gap width သည် silicon ထက် 2-3 ဆ ရှိပြီး electrons များသည် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် ကူးပြောင်းရန် မလွယ်ကူသည့်အပြင် ပိုမိုမြင့်မားသော လည်ပတ်မှု အပူချိန်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိကာ silicon carbide ၏ thermal conductivity သည် silicon ထက် 4-5 ဆ၊ ကိရိယာ၏အပူကို စုပ်ယူမှုပိုမိုလွယ်ကူစေပြီး ကန့်သတ်လည်ပတ်မှုအပူချိန်ကို ပိုမိုမြင့်မားစေသည်။ မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်ရှိမှုသည် ပါဝါသိပ်သည်းဆကို သိသိသာသာတိုးစေပြီး အအေးပေးစနစ်ရှိ လိုအပ်ချက်များကို လျှော့ချစေပြီး terminal ကို ပိုမိုပေါ့ပါးပြီး သေးငယ်စေသည်။
မြင့်မားသောဖိအားကိုခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ ပြိုကွဲနေသောလျှပ်စစ်စက်ကွင်းအား ခိုင်ခံ့မှုသည် ဆီလီကွန်ထက် 10 ဆ ပိုများပြီး ဗို့အားများကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ဗို့အားမြင့်ကိရိယာများအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်သည်။
မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းကိုခုခံ။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တွင် ဆီလီကွန်ထက် နှစ်ဆပြည့်နှက်နေသော အီလက်ထရွန်ပျံနှုန်းပါရှိသောကြောင့် ပိတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လက်ရှိအမြီးပိုင်းမရှိခြင်းကြောင့် စက်ပစ္စည်း၏ switching frequency ကို ထိရောက်စွာတိုးတက်စေပြီး ကိရိယာ၏အသေးစားပြုမှုကို သိရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။
စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးခြင်း။ ဆီလီကွန်ပစ္စည်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ခံနိုင်ရည်အလွန်နည်းပြီး ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ မြင့်မားသော band-gap width သည် ယိုစိမ့်နေသော current နှင့် power loss ကို အလွန်လျှော့ချပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကိရိယာသည် ပိတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လက်ရှိနောက်လိုက်ဖြစ်စဉ်မပါဝင်ဘဲ ကူးပြောင်းခြင်းဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးပါသည်။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်လုပ်ငန်းကွင်းဆက်
၎င်းတွင် အဓိကအားဖြင့် အလွှာ၊ epitaxy၊ စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်း၊ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ တံဆိပ်ခတ်ခြင်းစသည်ဖြင့် ပါဝင်သည်။ ပစ္စည်းမှ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပါဝါစက်အထိ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု၊ အမြီးပိုင်းဖြတ်မှု၊ epitaxial ကြီးထွားမှု၊ wafer ဒီဇိုင်း၊ ကုန်ထုတ်လုပ်မှု၊ ထုပ်ပိုးမှုနှင့် အခြားလုပ်ငန်းစဉ်များကို တွေ့ကြုံခံစားရမည်ဖြစ်သည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန့်ကို ပေါင်းစပ်ပြီးနောက်၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ထည့်ခြင်းကို ဦးစွာပြုလုပ်ပြီး၊ ထို့နောက် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာကို လှီးဖြတ်ခြင်း၊ ကြိတ်ခြင်းနှင့် ပွတ်ခြင်းတို့ဖြင့် ရရှိပြီး epitaxial စာရွက်ကို epitaxial ကြီးထွားမှုဖြင့် ရရှိသည်။ epitaxial wafer ကို lithography, etching, ion implantation, metal passivation and other processes, wafer ကိုအသေအဖြစ်ဖြတ်သည်၊ ကိရိယာကိုထုပ်ပိုးထားပြီး၊ ကိရိယာကိုအထူးအခွံတစ်ခုအဖြစ်ပေါင်းစပ်ပြီး module တစ်ခုတွင်စုဝေးသည်။
စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက် 1 ၏အထက်ပိုင်း- အလွှာ - ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုသည် အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်ချိတ်ဆက်မှုဖြစ်သည်။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပစ္စည်းများ၏ ကုန်ကျစရိတ်၏ 47% ခန့်ရှိပြီး အမြင့်ဆုံးကုန်ထုတ်နည်းပညာဆိုင်ရာ အတားအဆီးများ၊ အကြီးဆုံးတန်ဖိုးမှာ SiC ၏ အနာဂတ်အကြီးစားစက်မှုလုပ်ငန်း၏ အဓိကအချက်ဖြစ်သည်။
အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းဆိုင်ရာ ကွဲပြားမှုများ၏ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာပစ္စည်းများကို လျှပ်ကူးပစ္စည်းအလွှာ (ခုခံမှုဧရိယာ 15~30mΩ·cm) နှင့် semi- insulated substrate (ခုခံနိုင်စွမ်း 105Ω·cm ထက်များသော) ဟူ၍ ခွဲခြားနိုင်သည်။ ဤအလွှာနှစ်ခုကို epitaxial ကြီးထွားပြီးနောက် ပါဝါကိရိယာများနှင့် ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းကိရိယာများကဲ့သို့ သီးခြားစက်ပစ္စည်းများထုတ်လုပ်ရန် အသုံးပြုသည်။ ၎င်းတို့အနက်၊ semi- insulated silicon carbide substrate ကို gallium nitride RF ကိရိယာများ၊ photoelectric ကိရိယာများနှင့် အခြားအရာများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုပါသည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကာ SIC အလွှာတွင် gan epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားလာခြင်းဖြင့်၊ HEMT gan iso-nitride RF စက်ပစ္စည်းများတွင် ထပ်မံပြင်ဆင်နိုင်သည့် sic epitaxial အပြားကို ပြင်ဆင်ထားသည်။ လျှပ်ကူးနိုင်သော ဆီလီကွန်ကာဘိုင်အလွှာကို ပါဝါစက်များထုတ်လုပ်ရာတွင် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုပါသည်။ သမားရိုးကျ ဆီလီကွန် ပါဝါစက်ပစ္စည်း ထုတ်လုပ်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ကွာခြားသည်မှာ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပါဝါ ကိရိယာအား ဆီလီကွန်ကာဘိုင်အလွှာပေါ်တွင် တိုက်ရိုက်ပြုလုပ်၍မရပါ၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxial အလွှာကို ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxial စာရွက်ရရှိရန် လျှပ်ကူးအလွှာပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးရန် လိုအပ်ပါသည်။ အလွှာကို Schottky diode၊ MOSFET၊ IGBT နှင့် အခြားသော ပါဝါစက်ပစ္စည်းများတွင် ထုတ်လုပ်သည်။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန့်ကို သန့်စင်သောကာဗွန်အမှုန့်နှင့် သန့်စင်မှုမြင့်မားသော ဆီလီကွန်မှုန့်တို့မှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားပြီး၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တွင်း၏ အရွယ်အစားအမျိုးမျိုးကို အထူးအပူချိန်အကွက်အောက်တွင် စိုက်ပျိုးပြီးနောက် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာကို လုပ်ငန်းစဉ်များစွာဖြင့် ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။ အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်တွင်-
ကုန်ကြမ်းပေါင်းစပ်မှု- သန့်ရှင်းမှုမြင့်မားသော ဆီလီကွန်မှုန့် + ဆိုးဆေးကို ဖော်မြူလာအရ ရောစပ်ပြီး တုံ့ပြန်မှုကို 2000°C အထက် အပူချိန်မြင့်သည့်အခြေအနေအောက်တွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန်များကို တိကျသော crystal အမျိုးအစားနှင့် အမှုန်အမွှားများဖြင့် ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းသည်။ အရွယ်အစား။ ထို့နောက် ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ စစ်ဆေးခြင်း၊ သန့်ရှင်းရေးနှင့် အခြားလုပ်ငန်းစဉ်များမှတစ်ဆင့် မြင့်မားသောသန့်ရှင်းစင်ကြယ်သော ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန့်ကုန်ကြမ်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ပြည့်မီရန်။
Crystal ကြီးထွားမှုသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာထုတ်လုပ်မှု၏ အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်ပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာ၏ လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ လက်ရှိတွင်၊ ပုံသဏ္ဍာန်ကြီးထွားမှုအတွက် အဓိကနည်းလမ်းများမှာ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအခိုးအငွေ့လွှဲပြောင်းခြင်း (PVT)၊ အပူချိန်မြင့်မားသော ဓာတုအငွေ့ပျံခြင်း (HT-CVD) နှင့် အရည်အဆင့် epitaxy (LPE) တို့ဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့အနက်၊ PVT နည်းလမ်းသည် နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ ရင့်ကျက်မှု အမြင့်ဆုံးနှင့် အင်ဂျင်နီယာတွင် အသုံးအများဆုံးဖြင့် လက်ရှိ SiC အလွှာ၏ စီးပွားဖြစ်ကြီးထွားမှုအတွက် ပင်မနည်းလမ်းဖြစ်သည်။
SiC substrate ၏ပြင်ဆင်မှုသည်ခက်ခဲသောကြောင့်၎င်း၏စျေးနှုန်းမြင့်မားသည်။
အပူချိန်ထိန်းချုပ်ရန်ခက်ခဲသည်- Si crystal rod ကြီးထွားမှုသည် 1500 ℃သာလိုအပ်ပြီး SiC crystal rod သည် 2000 ℃အထက်မြင့်မားသောအပူချိန်တွင်ကြီးထွားရန်လိုအပ်ပြီး SiC isomers 250 ကျော်ရှိသော်လည်း 4H-SiC တစ်ခုတည်းသောပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံအတွက်အဓိက၊ တိကျသောထိန်းချုပ်မှုမဟုတ်ပါက ပါဝါကိရိယာများ ထုတ်လုပ်မှုသည် အခြားသော crystal structures များကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ crucible ရှိ အပူချိန် gradient သည် SiC sublimation လွှဲပြောင်းမှုနှုန်းနှင့် crystal interface ပေါ်ရှိ ဓာတ်ငွေ့အက်တမ်များ၏ အစီအစဉ်နှင့် ကြီးထွားမှုပုံစံကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်၊ ၎င်းသည် crystal interface ၏ ကြီးထွားနှုန်းနှင့် crystal quality ကို ထိခိုက်စေသောကြောင့် စနစ်တကျ အပူချိန်အကွက်တစ်ခု ဖန်တီးရန် လိုအပ်ပါသည်။ ထိန်းချုပ်နည်းပညာ။ Si ပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက SiC ထုတ်လုပ်မှု၏ ခြားနားချက်မှာ မြင့်မားသော အပူချိန် အိုင်းယွန်း စိုက်ခြင်း၊ အပူချိန် မြင့်မားစွာ ဓာတ်တိုးခြင်း၊ အပူချိန်မြင့်တင်ခြင်း နှင့် အဆိုပါ မြင့်မားသော အပူချိန် လုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် လိုအပ်သော ပြင်းထန်သော မျက်နှာဖုံး လုပ်ငန်းစဉ်များ ပါဝင်သည်။
နှေးကွေးသော crystal ကြီးထွားမှု- Si crystal rod ၏ကြီးထွားမှုနှုန်း 30 ~ 150mm / h ကိုရောက်ရှိနိုင်ပြီး 1-3m silicon crystal rod ထုတ်လုပ်မှုသည် 1 ရက်ခန့်သာကြာသည်။ ဥပမာအဖြစ် PVT နည်းလမ်းဖြင့် SiC crystal rod သည် 0.2-0.4mm/h ခန့်၊ ကြီးထွားနှုန်း 3-6cm အောက် 7 ရက်၊ ကြီးထွားနှုန်းသည် ဆီလီကွန်ပစ္စည်း၏ 1% ထက်နည်းသည်၊ ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်မှာ အလွန်အမင်း၊ ကန့်သတ်။
မြင့်မားသောထုတ်ကုန်ကန့်သတ်ချက်များ နှင့် အထွက်နှုန်းနည်းခြင်း- SiC အလွှာ၏ core parameters များတွင် microtubule သိပ်သည်းဆ၊ dislocation သိပ်သည်းဆ၊ ခံနိုင်ရည်ရှိမှု၊ warpage၊ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုစသည်ဖြင့် ပါဝင်သည်။ ၎င်းသည် ပိတ်ထားသောအပူချိန်မြင့်အခန်းတွင် အက်တမ်များကို စီစဉ်ရန်နှင့် ပြီးပြည့်စုံသောပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှု၊ ကန့်သတ်အညွှန်းကိန်းများကို ထိန်းချုပ်နေစဉ်။
ပစ္စည်းသည် မြင့်မားသော မာကျောမှု၊ ကြွပ်ဆတ်မှု၊ ဖြတ်တောက်ချိန်နှင့် မြင့်မားစွာ ဝတ်ဆင်မှု မြင့်မားသည်- SiC Mohs မာကျောမှု 9.25 သည် စိန်ပြီးလျှင် ဒုတိယမြောက်ဖြစ်ပြီး ဖြတ်တောက်ရန်၊ ကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် ပွတ်တိုက်ရန် ခက်ခဲမှု သိသိသာသာ တိုးလာကာ ဖြတ်တောက်ရာတွင် နာရီပေါင်း 120 ခန့် ကြာပါသည်။ အထူ ၃ စင်တီမီတာရှိသော ငရုပ်သီးအတုံး ၃၅-၄၀ တုံးကို လှီးဖြတ်ပါ။ ထို့အပြင် SiC ၏ မြင့်မားသော ကြွပ်ဆတ်မှုကြောင့် wafer processing wear သည် ပိုမိုများပြားလာပြီး output ratio သည် 60% ခန့်သာရှိသည်။
ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလမ်းကြောင်း- အရွယ်အစား တိုး + စျေးနှုန်း ကျဆင်းခြင်း။
ကမ္ဘာ့ SiC စျေးကွက်တွင် 6 လက်မ ထုထည် ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းသည် ရင့်ကျက်လာကာ ထိပ်တန်းကုမ္ပဏီများသည် 8 လက်မ စျေးကွက်သို့ ဝင်ရောက်လာခဲ့သည်။ ပြည်တွင်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး စီမံကိန်းများသည် အဓိကအားဖြင့် ၆ လက်မဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် ပြည်တွင်းကုမ္ပဏီအများစုသည် 4 လက်မ ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများကို အခြေခံထားဆဲဖြစ်သော်လည်း စက်မှုလုပ်ငန်းသည် 6 လက်မအထိ တဖြည်းဖြည်း ချဲ့ထွင်လာကာ 6 လက်မအရွယ် စက်ပစ္စည်းနည်းပညာ၏ ရင့်ကျက်မှုနှင့်အတူ ပြည်တွင်း SiC အလွှာနည်းပညာသည် နိုင်ငံများ၏ စီးပွားရေးကို တဖြည်းဖြည်း တိုးတက်စေပါသည်။ အရွယ်အစားကြီးမားသော ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများ၏ အတိုင်းအတာကို ရောင်ပြန်ဟပ်မည်ဖြစ်ပြီး လက်ရှိပြည်တွင်း ၆ လက်မ အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်မှုအချိန်ကွာဟချက်သည် ၇ နှစ်အထိ ကျဉ်းမြောင်းသွားပါသည်။ ပိုကြီးသော wafer အရွယ်အစားသည် တစ်ခုတည်းသော ချစ်ပ်အရေအတွက်ကို တိုးမြင့်လာစေနိုင်ပြီး အထွက်နှုန်းကို မြှင့်တင်ကာ edge ချစ်ပ်များ၏ အချိုးအစားကို လျှော့ချနိုင်ကာ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ် ဆုံးရှုံးမှုကို 7% ခန့်ဖြင့် ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သောကြောင့် wafer ကို တိုးတက်စေမည်ဖြစ်သည်။ အသုံးချမှု။
စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်းအတွက် အခက်အခဲများစွာရှိပါသေးသည်။
SiC diode ၏စီးပွားဖြစ်အသုံးပြုမှုသည်တဖြည်းဖြည်းတိုးတက်လာသည်၊ လက်ရှိတွင်ပြည်တွင်းထုတ်လုပ်သူအများအပြားသည် SiC SBD ထုတ်ကုန်များကိုဒီဇိုင်းထုတ်ကြပြီး၊ အလယ်အလတ်နှင့်ဗို့အားမြင့် SiC SBD ထုတ်ကုန်များသည်ကောင်းမွန်သောတည်ငြိမ်မှုရှိသည်၊ ယာဉ် OBC တွင်၊ SiC SBD +SI IGBT ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်တည်ငြိမ်မှုရရှိရန်၊ လက်ရှိသိပ်သည်းဆ။ လက်ရှိတွင်၊ တရုတ်နိုင်ငံတွင် SiC SBD ထုတ်ကုန်များ၏ မူပိုင်ခွင့်ဒီဇိုင်းတွင် အတားအဆီးများ မရှိသေးဘဲ နိုင်ငံခြားတိုင်းပြည်များနှင့် ကွာဟချက်မှာ နည်းပါးပါသည်။
SiC MOS တွင် အခက်အခဲများစွာရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး SiC MOS နှင့် ပြည်ပထုတ်လုပ်သူများကြား ကွာဟချက်ရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး သက်ဆိုင်ရာကုန်ထုတ်လုပ်မှုပလက်ဖောင်းကို တည်ဆောက်ဆဲဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် ST၊ Infineon၊ Rohm နှင့် အခြားသော 600-1700V SiC MOS တို့သည် အမြောက်အမြားထုတ်လုပ်ပြီး ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းများစွာဖြင့် လက်မှတ်ရေးထိုးကာ တင်ပို့ရောင်းချနိုင်ခဲ့ပြီး လက်ရှိပြည်တွင်း SiC MOS ဒီဇိုင်းကို အခြေခံအားဖြင့် ပြီးမြောက်ခဲ့ပြီး၊ ဒီဇိုင်းထုတ်လုပ်သူ အများအပြားသည် fabs များဖြင့် လုပ်ဆောင်နေကြပါသည်။ wafer စီးဆင်းမှုအဆင့်နှင့် နောက်ပိုင်းတွင် ဖောက်သည်စစ်ဆေးခြင်းမှာ အချိန်အနည်းငယ် လိုအပ်နေသေးသောကြောင့် အကြီးစား ကုန်သွယ်မှုပြုခြင်းမှ အချိန်အတော်ကြာနေသေးသည်။
လက်ရှိတွင်၊ Planar ဖွဲ့စည်းပုံသည် ပင်မရေစီးကြောင်းရွေးချယ်မှုဖြစ်ပြီး၊ ကတုတ်ကျင်းအမျိုးအစားကို အနာဂတ်တွင် ဖိအားမြင့်စက်ကွင်းများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုလျက်ရှိသည်။ Planar ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ SiC MOS ထုတ်လုပ်သူအများအပြားရှိပါတယ်၊ planar ဖွဲ့စည်းပုံသည် groove နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါကဒေသတွင်းပြိုကွဲမှုပြဿနာများကိုထုတ်လုပ်ရန်မလွယ်ကူပါ၊ အလုပ်၏တည်ငြိမ်မှုကိုထိခိုက်စေသည်၊ 1200V အောက်စျေးကွက်တွင်လျှောက်လွှာတန်ဖိုးများစွာရှိပြီး planar ဖွဲ့စည်းပုံသည်အတော်လေးဖြစ်သည်။ ကုန်ထုတ်လုပ်မှုအဆုံးတွင် ရိုးရိုးရှင်းရှင်း၊ ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ထိန်းချုပ်မှု ကဏ္ဍနှစ်ခုကို ဖြည့်ဆည်းရန်။ groove device တွင် အလွန်နိမ့်သော parasitic inductance၊ မြန်ဆန်သော switching speed၊ low loss နှင့် high performance တို့၏ အားသာချက်များရှိသည်။
2--SiC wafer သတင်း
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စျေးကွက်ထုတ်လုပ်မှုနှင့် ရောင်းအားတိုးတက်မှု၊ ထောက်ပံ့မှုနှင့် ဝယ်လိုအားကြားတွင် တည်ဆောက်ပုံမညီမျှမှုကို အာရုံစိုက်ပါ။
ကြိမ်နှုန်းမြင့်ပြီး ပါဝါမြင့်မားသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများအတွက် စျေးကွက်ဝယ်လိုအား အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ကြီးထွားလာသည်နှင့်အမျှ ဆီလီကွန်အခြေခံတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကိရိယာများ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကန့်သတ်ချက်သည် တဖြည်းဖြည်း ထင်ရှားလာပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည့် တတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပစ္စည်းများလည်း တဖြည်းဖြည်း ရှိလာပါသည်။ စက်မှုဖြစ်လာသည်။ ပစ္စည်း၏စွမ်းဆောင်ရည်အမြင်အရ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ဆီလီကွန်ပစ္စည်း၏ band ကွာဟမှု အကျယ် ၃ ဆ၊ အရေးကြီးသောပြိုကွဲပျက်စီးမှုလျှပ်စစ်စက်ကွင်းအား ၁၀ ဆ၊ အပူစီးကူးမှု ၃ ဆ၊ ထို့ကြောင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပါဝါကိရိယာများသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်၊ ဖိအားမြင့်ရန်အတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် အခြားအသုံးချပလီကေးရှင်းများ၊ ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်စနစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပါဝါသိပ်သည်းဆကို မြှင့်တင်ရန် ကူညီပေးသည်။
လက်ရှိအချိန်တွင် SiC diodes နှင့် SiC MOSFETs များသည် ဈေးကွက်သို့ တဖြည်းဖြည်း ပြောင်းရွှေ့လာကြပြီး အချို့သောနယ်ပယ်များတွင် SiC diodes များအစား ၎င်းတို့တွင် reverse recovery charge ၏ အားသာချက်မရှိသောကြောင့် ပိုမိုရင့်ကျက်သောထုတ်ကုန်များရှိပါသည်။ SiC MOSFET ကို မော်တော်ကား၊ စွမ်းအင်သိုလှောင်မှု၊ အားသွင်းပုံ၊ photovoltaic နှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင်လည်း တဖြည်းဖြည်းအသုံးပြုသည်။ မော်တော်ကားအပလီကေးရှင်းနယ်ပယ်တွင်၊ modularization ၏လမ်းကြောင်းသည် ပို၍ထင်ရှားလာသည်၊ SiC ၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်သည် အောင်မြင်ရန်အတွက် အဆင့်မြင့်ထုပ်ပိုးမှုလုပ်ငန်းစဉ်များအပေါ်တွင် အားကိုးရန်လိုအပ်သည်၊ နည်းပညာအရ ပင်မရေစီးကြောင်းအဖြစ်၊ အနာဂတ် သို့မဟုတ် ပလပ်စတစ်တံဆိပ်ခတ်ခြင်းဆိုင်ရာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုဆီသို့ နည်းပညာအရ ရင့်ကျက်သောအခွံတံဆိပ်ခတ်ခြင်းနှင့်အတူ၊ ၎င်း၏စိတ်ကြိုက်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုဝိသေသလက္ခဏာများသည် SiC မော်ဂျူးများအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်ပါသည်။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်စျေးနှုန်းကျဆင်းမှုအရှိန် သို့မဟုတ် စိတ်ကူးစိတ်သန်းထက်ကျော်လွန်
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စက်ပစ္စည်းများကို အသုံးချရာတွင် အဓိကအားဖြင့် မြင့်မားသောကုန်ကျစရိတ်ဖြင့် ကန့်သတ်ထားသဖြင့် တူညီသောအဆင့်အောက်တွင် SiC MOSFET ၏စျေးနှုန်းသည် Si အခြေပြု IGBT ထက် 4 ဆပိုမိုမြင့်မားသည်၊ ၎င်းမှာ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ လုပ်ငန်းစဉ်သည် ရှုပ်ထွေးသောကြောင့်၊ တစ်ခုတည်းသော crystal နှင့် epitaxial သည် ပတ်ဝန်းကျင်အတွက် ကြမ်းတမ်းရုံသာမက ကြီးထွားနှုန်းလည်း နှေးကွေးကာ တစ်ခုတည်းသော crystal processing သည် ဖြတ်တောက်ခြင်းနှင့် ပွတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ဖြတ်သန်းရမည်ဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်ပစ္စည်းဝိသေသလက္ခဏာများနှင့်မရင့်ကျက်သောလုပ်ဆောင်မှုနည်းပညာအပေါ်အခြေခံ၍ ပြည်တွင်းအလွှာ၏အထွက်နှုန်းသည် 50% ထက်နည်းပြီး အမျိုးမျိုးသောအကြောင်းရင်းများသည် မြင့်မားသောအလွှာနှင့် epitaxial စျေးနှုန်းများကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။
သို့သော်လည်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကိရိယာများနှင့် ဆီလီကွန်အခြေခံ ကိရိယာများ၏ ကုန်ကျစရိတ် အချိုးအစားသည် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပြီး၊ အရှေ့ချန်နယ်၏ အလွှာနှင့် လျှပ်စီးကြောင်း ကုန်ကျစရိတ်များသည် စက်ပစ္စည်းတစ်ခုလုံး၏ 47% နှင့် 23% အသီးသီးရှိပြီး စုစုပေါင်း 70% ခန့်၊ စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်း၊ ထုတ်လုပ်မှု၊ ကျောဘက်ချန်နယ်၏ ချိတ်တွဲလင့်ခ်များကို 30% သာရရှိသည့်အတွက် ဆီလီကွန်အခြေခံစက်ပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်သည် 50% ခန့်ရှိ back channel ၏ wafer ထုတ်လုပ်မှုတွင် အဓိကအားထားရပြီး substrate cost သည် 7% သာရှိသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏တန်ဖိုးသည် ဇောက်ထိုးကျနေသည့် ဖြစ်စဉ်သည် အထက်ပိုင်းအလွှာ epitaxy ထုတ်လုပ်သူများတွင် ပြောဆိုပိုင်ခွင့်ရှိသည်၊ ယင်းသည် ပြည်တွင်းနှင့် ပြည်ပလုပ်ငန်းများ၏ အသွင်အပြင်၏သော့ချက်ဖြစ်သည်။
စျေးကွက်၏တက်ကြွသောရှုထောင့်မှနေ၍ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချခြင်း၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို ရှည်လျားသောပုံဆောင်ခဲနှင့် လှီးဖြတ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို တိုးတက်စေခြင်းအပြင် ယခင်က ဆီမီးကွန်ဒတ်တာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု၏ ရင့်ကျက်သောလမ်းကြောင်းဖြစ်သည့် wafer အရွယ်အစားကို ချဲ့ထွင်ခြင်း၊ Wolfspeed အချက်အလက်အရ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာသည် 6 လက်မမှ 8 လက်မအထိ အဆင့်မြှင့်ထားပြီး၊ အရည်အချင်းပြည့်မီသော ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်မှုသည် 80% မှ 90% အထိ တိုးနိုင်ပြီး အထွက်နှုန်းကို မြှင့်တင်ပေးကြောင်း သိရသည်။ စုပေါင်းယူနစ်ကုန်ကျစရိတ်ကို 50% လျှော့ချနိုင်သည်။
2023 ကို "8-လက်မ SiC ပထမနှစ်" ဟုလူသိများသောယခုနှစ်တွင်ပြည်တွင်းနှင့်ပြည်ပဆီလီကွန်ကာဗိုက်ထုတ်လုပ်သူများသည် Wolfspeed crazy ကဲ့သို့သော 8-inch silicon carbide ၏ layout ကိုအရှိန်မြှင့်လျက်ရှိပြီး silicon carbide ထုတ်လုပ်မှုအတွက် US$ 14.55 billion ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု၊ 8 လက်မ SiC အလွှာထုတ်လုပ်ရေးစက်ရုံတည်ဆောက်ခြင်း၏ အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းဖြစ်သည့် 200 မီလီမီတာ SiC သတ္တုဗလာကို ကုမ္ပဏီအများအပြားသို့ အနာဂတ်တွင် ထောက်ပံ့ပေးနိုင်စေရန်၊ ပြည်တွင်း Tianyue Advanced နှင့် Tianke Heda တို့သည် အနာဂတ်တွင် 8 လက်မအရွယ် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာများကို ထောက်ပံ့ပေးရန်အတွက် Infineon နှင့် ရေရှည်သဘောတူညီချက်များ လက်မှတ်ရေးထိုးခဲ့သည်။
ယခုနှစ်မှစတင်၍ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် 6 လက်မမှ 8 လက်မအထိ အရှိန်မြှင့်သွားမည်ဖြစ်ပြီး 2024 ခုနှစ်တွင် Wolfspeed က 2024 ခုနှစ်တွင် ယူနစ်ချစ်ပ်များ၏ 8 လက်မအလွှာ၏ကုန်ကျစရိတ်နှင့် 2022 ခုနှစ်တွင် ယူနစ်ချစ်ပ်များ၏ကုန်ကျစရိတ် 60% ကျော် လျော့ကျသွားလိမ့်မည်ဟု Wolfspeed မှမျှော်လင့်ပါသည်။ နှင့် ကုန်ကျစရိတ် ကျဆင်းမှုသည် အပလီကေးရှင်း စျေးကွက်ကို ပိုမိုဖွင့်ပေးလိမ့်မည် ဟု Ji Bond Consulting မှ သုတေသန အချက်အလက် က ထောက်ပြသည်။ 8 လက်မ ထုတ်ကုန်များ၏ လက်ရှိစျေးကွက်ဝေစုသည် 2% ထက်နည်းပြီး စျေးကွက်ဝေစုသည် 2026 ခုနှစ်တွင် 15% ခန့်အထိ တိုးလာမည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။
တကယ်တော့ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာ၏စျေးနှုန်းကျဆင်းမှုနှုန်းသည်လူများစွာ၏စိတ်ကူးစိတ်သန်းထက်ကျော်လွန်သွားနိုင်သည်၊ လက်ရှိစျေးကွက်ကမ်းလှမ်းမှုမှာ ၆ လက်မအရွယ်အလွှာတစ်ချပ်လျှင်ယွမ် ၄၀၀၀ မှ ၅၀၀၀ သာရှိပြီး၊ ယခုနှစ်အစနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါကအများကြီးကျဆင်းသွားသည် လာမည့်နှစ်တွင် ယွမ် 4000 အောက်တွင် ကျဆင်းဖွယ်ရှိကြောင်း၊ အချို့သော ထုတ်လုပ်သူများသည် ပထမစျေးကွက်ရရန်အတွက် အရောင်းစျေးနှုန်းကို ကုန်ကျစရိတ်မျဉ်းအောက်တွင် လျှော့ချထားပြီး၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာတွင် အဓိကအားဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော စျေးနှုန်းစစ်ပွဲမော်ဒယ်ကို ဖွင့်လှစ်ခဲ့သည်၊ ထောက်ပံ့မှုမှာ ဗို့အားနိမ့်နယ်ပယ်တွင် အတော်လေး လုံလောက်နေပြီ၊ ပြည်တွင်းနှင့် ပြည်ပထုတ်လုပ်သူများသည် ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်ကို ပြင်းပြင်းထန်ထန် ချဲ့ထွင်နေကြသည်၊ သို့မဟုတ် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာကို ထင်မြင်ယူဆထားသည်ထက် စောပြီး လျှံထွက်နေသော အဆင့်ကို ပေးစွမ်းနိုင်သည် ။
စာတိုက်အချိန်- Jan-19-2024