關于寬禁帶半導體材料，有最新動態！

作者：諸玲珍   來源：中國電子報、電子信息產業網

  9月23—25日，記者在廣州舉辦的“2021中國電子材料產業技術發展大會”上獲悉，隨著5G基站、手機快充以及新能源電動汽車等新興領域對半導體器件的功率、效率、散熱以及小型化提出更高要求，以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體正得到廣泛應用，并加速進入黃金發展期。

  近年來，我國電子材料產業取得了長足的進步，形成了較為完善的產業鏈，電子材料門類更加豐富，涵蓋從基礎材料到半導體材料等諸多領域，銷售收入逐年增加，年均增長率達到7%左右。2020年，國內電子材料行業全年產值7360億元。

  2021年3月通過的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》，其中“集成電路”領域，特別提出碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體要取得發展。

  根據IHS Markit數據，到2025年SiC功率器件的市場規模將達到30億美元，年復合增長率將達到30.4%。SiC襯底正在向大尺寸方向發展，未來10年4英寸SiC單晶襯底將逐步被6~8英寸襯底取代，從而進一步降低功率器件成本。受益于復雜國際環境和政策推動，本土SiC單晶襯底近幾年發展迅速。

  中國電子科技集團有限公司電子功能材料領域首席科學家馮志紅表示，電動汽車對SiC產品可靠性要求甚高，降低缺陷是單晶襯底和外延技術發展的重要方向之一，目前主流廠商有能力制備低微管密度襯底，TSD（螺旋位錯）、BPD（基面位錯）密度的降低將成為襯底廠商研發工作的重點。據悉，SiC襯底成本占功率器件總價格約47%，因此，它是降低SiC功率器件成本的決定因素。

  “今后30年，市場競爭更加激烈，襯底價格將進一步緩慢下降，電動汽車成為SiC器件的主要增長動力，預測5年內SiC功率器件年復合增長率高達28%。”馮志紅說。

  在談到GaN發展時，馮志紅表示，目前GaN外延用的半絕緣SiC單晶襯底正在向大尺寸方向發展，未來10年4英寸SiC單晶襯底將逐步被6英寸取代，以降低GaN射頻功率器件價格。同時，GaN新型異質結材料有望拓展GaN高頻應用市場。目前，用于GaN外延的Si襯底尺寸主流是6英寸，未來5年將擴展至8英寸，未來10~15年內將擴展至12英寸，這使得外延片單位面積價格會大幅降低。

  Yole的報告顯示，去年功率GaN市場容量翻倍，主要緣于華為、蘋果、小米、三星等廠商快充應用的滲透，今后仍將保持快速增長態勢，并有望向電動汽車領域滲透。馮志紅指出，目前，主流廠商已經完成100mm直徑GaN單晶襯底研發工作，正在進入量產階段，少部分廠商正在進行150mm直徑研發工作，預計5年內，襯底單位面積價格會伴隨直徑100mm襯底的快速推廣而小幅下降。