Китайская компания создала крупнейший в мире 14-дюймовый кристалл карбида кремния

Карбид кремния (SiC) является ключевым материалом для полупроводников третьего поколения. Ранее американская компания Wolfspeed долгое время доминировала на рынке как в технологическом, так и в коммерческом плане. Теперь китайская компания Tiancheng Semiconductor (天成半导体) объявила об успешной разработке монокристаллического материала карбида кремния диаметром 14 дюймов (350 мм).

Предыдущим рекордом Tiancheng Semiconductor были 12-дюймовые пластины. Новый 14-дюймовый монокристалл был выращен на полностью самостоятельно разработанном оборудовании, а его эффективная толщина достигла 30 миллиметров.

Компания Tiancheng Semiconductor была основана в 2021 году в Тайюане и специализируется на производстве специализированного оборудования для полупроводниковых устройств, разработке электронных материалов и новых энергетических технологий.

Согласно открытым источникам, в 2022 году компания запустила в производство 6-дюймовые подложки из карбида кремния, совершив технологический переход с 4 на 6 дюймов. В ноябре прошлого года появились сообщения о том, что компания решила проблему «двойного маршрута» для 12-дюймового карбида кремния, успешно разработав как 12-дюймовый проводящий, так и 12-дюймовый высокочистый полуизолирующий монокристаллический материал.

Теперь, в марте этого года, произошел скачок с 12 до 14 дюймов. Эффективная толщина в 30 мм также является критически важным показателем, поскольку для пластин из карбида кремния одновременно увеличить и диаметр, и толщину — сложная техническая задача.

Площадь 14-дюймовой пластины примерно в 5 раз больше, чем у нынешней основной 6-дюймовой. Это означает, что за один производственный цикл с одной пластины можно получить значительно больше чипов, что потенциально может снизить стоимость одного чипа более чем на 60%.

Ранее максимальным размером для монокристаллического карбида кремния были 12 дюймов, и несколько китайских компаний уже освоили их массовое производство. При этом мировой лидер, американская Wolfspeed, объявила о создании монокристаллической пластины карбида кремния только в январе этого года.

Карбид кремния, как основа полупроводников третьего поколения (широкозонных полупроводников), является стратегически важным материалом для прорывов в силовой электронике и СВЧ-радиочастотных устройствах. Его преимущества — стойкость к высокому напряжению и мощности, высокая теплопроводность и термостойкость, низкие потери — делают его ключевым материалом для возобновляемой энергетики, фотоэлектрических накопителей, интеллектуальных сетей и 5G-радиочастотных систем.

В этой сфере долгое время доминировали европейские и американские компании, причем на долю США приходилось более 60% рынка, а только Wolfspeed в свое время обеспечивала более 40% мировых поставок.

Однако в последние годы китайские компании демонстрируют чрезвычайно быстрый прогресс, наращивая как технологический потенциал, так и производственные мощности. С появлением 14-дюймовых пластин из карбида кремния они начинают выходить в технологические лидеры.

Карбид кремния — это материал, который уже сегодня меняет облик силовой электроники. Его применение позволяет создавать более компактные, эффективные и термостойкие компоненты для электромобилей, зарядных станций и промышленных преобразователей. Прорыв в увеличении размера пластин напрямую влияет на снижение стоимости конечных устройств, ускоряя их внедрение.