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SIC碳化硅上车难度大,成本高的主要原因剖析

作者:    时间:2024-03-29    阅读量:212

SIC碳化硅上车难度高且成本昂贵的原因主要有以下几点:

首先,碳化硅材料的特性决定了其加工难度较高。碳化硅具有高硬度和高耐磨性,其硬度接近于钻石,因此在减薄磨抛过程中需要使用高精度的切割工具和技术,以确保能够精确地控制材料的厚度,避免误差和损坏。这增加了碳化硅材料的加工难度和成本。

其次,碳化硅具有高热传导性,在进行减薄工艺时,需要控制好加热和冷却的过程。如果温度控制不当,可能会导致材料产生应力和热应力,从而导致材料破裂或变形。因此,减薄磨抛过程中需要精确控制温度,并采用有效的散热方式,以避免材料过热或温度不均匀造成的问题,这也增加了制造成本。

此外,碳化硅的制造过程也涉及复杂的工艺和技术。比如,在制造过程中,引线框架的镀银技术是一大挑战,需要制作模具,并且只对放置芯片处进行局部镀银。这种技术差异对引线框架的制造构成了挑战,增加了制造难度和成本。

因此,减薄磨抛作为碳化硅制造过程中的一个环节,其难度和成本也是影响碳化硅上车总成本的重要因素之一。然而,具体的减薄磨抛工艺对成本的影响程度需要根据具体的制造过程和技术参数来评估。总的来说,碳化硅的高硬度、高热传导性以及制造过程中的技术挑战都导致了其上车难度高且成本昂贵。


碳化硅上车难度高的以下几个原因:

 

  1. 生长速度慢与良率低:碳化硅的长晶多采用物理气相输运法(PVT),这种方法生长速度慢,且良率相对较低。碳化硅存在多种晶体结构类型,而只有少数几种如六方结构的4H型(4H-SiC)才是所需的半导体材料。在生长过程中,需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数,否则容易产生多晶型夹杂,导致产出晶体不合格。

  2. 耗材占比高:在碳化硅的制备过程中,耗材占比过重,尤其是坩埚(石墨件)这样的耗材,其在碳化硅衬底生产原料中的占比达到45%以上,且这一比例还在上升。这增加了碳化硅的生产成本。

  3. 加工困难:碳化硅硬度极高,与金刚石接近,这导致切割、研磨、抛光等加工过程技术难度大且磨损多。这种高硬度使得碳化硅的加工成本上升。

  4. 技术挑战:在制造过程中,引线框架的镀银技术也是一大挑战。相较于全镀,部分镀银技术更为复杂,需要制作模具,并且只对放置芯片处进行局部镀银。这种技术差异对引线框架的制造构成了挑战。

综上所述,SIC碳化硅上车难度高且成本昂贵主要是由于其生长速度慢、良率低、耗材占比高、加工困难以及技术挑战等多方面因素共同作用的结果。

 


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