隨著新能源汽車的普及應(yīng)用，動(dòng)力及續(xù)航各項(xiàng)性能備受行業(yè)及用戶關(guān)心，以SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料，憑卓越的性能吸引著世界零部件供應(yīng)商和新能源汽車行業(yè)的注意。SiC作為第三代半導(dǎo)體材料的典型代表，與第一代半導(dǎo)體材料硅（Si）相比，擁有更加優(yōu)異的物理化學(xué)特性，使得碳化硅器件能降低能耗20%以上、減少體積和重量30%-50%，降低碳排放量20%以上，實(shí)現(xiàn)電力電子系統(tǒng)的高效化、小型化、輕量化和低耗化。因此，碳化硅電力電子器件將廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)等重要國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。未來(lái)五年SiC車載需求爬升飛速，法國(guó)市場(chǎng)研究公司Yole預(yù)測(cè)，2023年起，SiC功率半導(dǎo)體全年產(chǎn)值年增幅將超過(guò)4成，其中在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將以38%的年復(fù)合率增長(zhǎng)，到2025年將超過(guò)15億美元。
作為北京市建設(shè)國(guó)際科技創(chuàng)新中心主平臺(tái)的北京經(jīng)開區(qū)，早在此前就引導(dǎo)支持區(qū)內(nèi)企業(yè)面向第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域研發(fā)布局。世紀(jì)金光此前已研制成功了6英寸SiC單晶并實(shí)現(xiàn)小批量試產(chǎn)，研發(fā)的功率器件和模塊也已大批量應(yīng)用于新能源汽車、光伏、充電樁、高能效服務(wù)器電源、特種電源等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體SiC關(guān)鍵領(lǐng)域全面布局。國(guó)際上部分國(guó)家在該領(lǐng)域起步早，6英寸SiC襯底已經(jīng)量產(chǎn)，8英寸已研制成功。而國(guó)內(nèi)，以4英寸為主，6英寸尚處在攻關(guān)階段。世紀(jì)金光早在2010年落戶經(jīng)開區(qū)時(shí)就開始進(jìn)行第三代半導(dǎo)體的研發(fā)工作。“制約SiC襯底發(fā)展的根本原因是質(zhì)量和成本。”世紀(jì)金光相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，為了解決行業(yè)難題，世紀(jì)金光研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新的晶體生長(zhǎng)與晶片加工技術(shù)，提高晶片的出片率，降低成本50%以上，壓低國(guó)際同類產(chǎn)品的價(jià)格；通過(guò)改造創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了6英寸晶體生產(chǎn)的技術(shù)突破，縮小了與國(guó)外的差距。
北方華創(chuàng)開展SiC晶體生長(zhǎng)設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)攻堅(jiān)至今已有十余年積累，具有一支成熟的裝備及晶體生長(zhǎng)工藝的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。SiC晶片主要用來(lái)做成高壓功率器件和高頻功率器件，從2017年正式發(fā)布4英寸導(dǎo)電型SiC長(zhǎng)晶設(shè)備解決方案并將首臺(tái)設(shè)備推向市場(chǎng)以來(lái)，北方華創(chuàng)現(xiàn)已具備大尺寸、導(dǎo)電/高純半絕緣型、粉料合成/晶體生長(zhǎng)/晶錠熱處理等多種技術(shù)路線的10余種設(shè)備機(jī)型，助力中國(guó)SiC企業(yè)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。作為國(guó)內(nèi)先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備廠商，北方華創(chuàng)提出了“工藝研發(fā)指導(dǎo)設(shè)備研制，與大生產(chǎn)線緊密結(jié)合”這一科學(xué)的技術(shù)攻關(guān)路線，強(qiáng)調(diào)以客戶需求為牽引，開發(fā)出能滿足芯片生產(chǎn)線使用的工藝設(shè)備，并在實(shí)現(xiàn)工藝能力的過(guò)程中不斷完善設(shè)備軟硬件設(shè)計(jì)，從而快速、準(zhǔn)確地滿足用戶要求，開拓先進(jìn)高端設(shè)備的應(yīng)用市場(chǎng)。
北京經(jīng)開區(qū)不僅SiC研發(fā)布局抓住了先機(jī)，新能源汽車還率先應(yīng)用。前不久，北汽新能源搭載第三代半導(dǎo)體SiC電機(jī)控制器的實(shí)車，在吐魯番進(jìn)行夏季高溫試驗(yàn)，并在后續(xù)開展里程可靠性試驗(yàn)和冬季高寒可靠性試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證SiC材料控制器在極端環(huán)境下的可靠性。