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英飞凌首次在300毫米晶圆上加工碳化硅材料。

英飞凌首次在300毫米晶圆上加工碳化硅材料。

英飞凌首次在300毫米晶圆上制造出了可正常工作的碳化硅功率器件。更大的晶圆直径有望提升生产效率,并从长远来看改善电动汽车及充电基础设施等领域的器件供应。

300毫米碳化硅晶圆能够生产的芯片数量是200毫米晶圆的2.3倍。

图片来源:英飞凌

这家半导体制造商在奥地利维拉赫的工厂中,于实际生产条件下对300毫米碳化硅晶圆进行了加工。据该公司称,英飞凌是首个在半导体生产中实现这一技术的企业。此次加工使用了现有的生产设备,这些设备也可用于硅材料的加工。

更大尺寸晶圆的显著优势在于产量:根据英飞凌的说法,300毫米晶圆能够生产的芯片数量约为200毫米晶圆的2.3倍。这样一来,未来就能更高效地扩大生产规模。不过英飞凌尚未公布开始量产的具体时间,该公司计划与客户及合作伙伴共同确定这一时间。与此同时,现有的200毫米碳化硅生产路线图也将继续推进实施。

碳化硅目前属于功率电子领域最重要的宽禁带材料之一。与传统硅相比,碳化硅能够降低功率损耗、提高功率密度,并能在高电压和高温度环境下实现高效运行。其应用领域包括电动汽车的牵引逆变器、车载充电器及充电站,以及固定式储能系统和工业驱动装置等。

碳化硅对电动汽车与充电基础设施仍至关重要

对于电动汽车行业而言,这一进展尤其关乎产品规模化生产与制造成本。更大的晶圆能够在每次生产过程中制造出更多碳化硅芯片,从而长期降低大规模生产的成本。不过,英飞凌并未给出关于单个组件成本可能下降的具体数值。

与此同时,该集团也在致力于提高SiC晶圆的制造效率。在德累斯顿工厂,英飞凌已成功测试了用于300毫米SiC晶圆的所谓“冷切割技术”。与传统的线锯切割方式相比,该技术能在更低的材料损耗和更短的加工时间内将晶圆从SiC晶体中分离出来,从而让同一晶体能产出更多晶圆。

这一SiC领域的重大进展与英飞凌在维拉昌的300毫米晶圆战略密切相关。该公司此前已在氮化镓领域为从200毫米晶圆转向300毫米晶圆做准备,并于10月底宣布将在该工厂投入约11亿欧元的资金,计划于2027年底开始在300毫米晶圆上大规模生产GaN功率半导体。

英飞凌如今将这种制造工艺通过碳化硅应用到另一种宽禁带材料上。该公司借此生产基于硅、氮化镓和碳化硅的功率半导体,并在这三种材料上均采用300毫米工艺技术。