分析SiC器件的成本竞争力，第二部分

如我们所知，目前增长最快的碳化硅产品是二极管和 MOSFET。主要碳化硅生产商最近发布的新闻稿强调了一些为电动汽车提供模块的长期合同。

那么，我们能否概述一下碳化硅供应链与硅相比的差异?主要挑战是什么?因此，我们谈到了碳化硅晶圆工艺。所以，这不仅是电气工程，也是化学。

这是一个很好的问题，我被问了很多问题，也就是说，你知道，我们有这些今天广泛使用的硅器件，碳化硅与它有什么不同?我认为我们应该从根本上从相似之处开始。因为我们可以谈论很多差异，但实际上，碳化硅是 50% 的硅。你并没有偏离第四组元素，它是 50% 的硅和 50% 的碳，这两种材料之间和周围有很多相似之处，这对碳化硅有好处。

首先，它是一种可以在非常大的区域大面积生产的材料。因此，我们可以生产完全独立的碳化硅基板。这意味着我们不必在另一种材料上生长碳化硅。GaN(例如氮化镓)必须在硅顶部外延生长，这会导致一些问题，即必须克服的制造问题。

因此，我们正在研究与硅类似的开发过程，我们有一个碳化硅衬底，我们将类似地在表面上生长一个外延层，并且它将经历类似的制造过程。但它们都有其复杂性。不过，从根本上说，我们正试图用碳化硅生产与我们在硅中生产了 50 年、60 年的功率器件相同的功率器件。我们正在尝试生产肖特基二极管，我们正在尝试生产 MOSFET。希望在未来的某一天，如果我的工作做得好，我们也可以使用 IGBT 和晶闸管。

所以，打开那个盒子，看看有什么区别：主要的根本区别在于基板制造商。这是关键的根本区别。这就是影响我们稍后要研究的所有成本和价格的原因。

硅很好也很容易，相对而言，你可以在相对较低的温度下加工硅，你可以将它熔化，你会得到一种液态的硅，然后拉出这些非常大的硅晶块，它们长几米，宽你需要它，对于电力行业来说，它通常是 8 英寸，在某些地方，它是 12 英寸，你知道，在许多制造商中，他们有 12 英寸的硅能力.

因此，我们拥有在一个过程中生产的这些大晶锭，可以将其切割成大量的大面积基板。相比之下，碳化硅要进入液相，碳化硅只是需要太多能量才能达到更高的温度，而我们不能仅仅工业化生产这种程度的碳化硅晶片。因此，我们必须使用另一种工艺，称为晶种升华工艺，这意味着我们实际上是从晶种非常非常缓慢地生长碳化硅，需要大量的能量。我不会对此进行详细介绍，我认为我们已经获得了有关生长碳化硅衬底的详细信息的好文章。

但可以说，这是一个耗能高、成本高的过程，最终生产出 25 到 40 毫米长的短晶锭。而目前，目前，今天，我只能出去在市场上购买150毫米直径的基板。

现在在未来几年的某一天，也许这个行业会移动到 200 毫米，当然部分行业会移动到 200 毫米。并且因此而产生的成本差异将会下降。但没有快速解决办法。我们将在一分钟内讨论这个问题。但是没有快速解决办法，而且碳化硅衬底制造中嵌入的能源成本很高。

看，进入其他关键差异，我的意思是，其他的更微妙，也许，其他差异......外延成本，制造成本，它们都将在碳化硅中稍微多一些。同样，因为碳化硅必须在更高的温度下加工，它需要更多的能量。因此，我们需要定制的外延设备，并且我们需要通常可以达到更高温度的制造设备。

现在有些……通常情况下，硅……传统的硅工厂可能无法立即采用碳化硅，但对碳化硅基础设施的投资应该是向后兼容的。因此，我们只需要该工艺，该制造能力即可达到更高的温度，更高的工艺温度。碳化硅还需要一两个定制制造步骤。

特别是制造门以尝试获得该门，通道迁移率尽可能高，但这是我们在之前的播客中提到的内容。但是，是的，碳化硅有一些独特之处。但我认为总而言之，你有这些使成本高得多的小因素，但它确实产生了一种从根本上看起来与硅设备非常相似的设备。