基於其耐高溫與耐高壓的特色,使得碳化矽(SiC)的功率元件,成為電動車與綠能相關應用的首選電源解決方案。但由於本身材料的特性難以駕馭,使得其晶圓與元件的產能和良率偏低,短期間內將難以滿足持續高漲的市場需求,甚至有可能因此限制了相關應用的發展進度。
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磊拓科技於2022 SEMICON Taiwan展出的八吋碳化矽SiC晶圓 |
在今年的2022 SEMICON Taiwan的展場上,可以看到多家業者展出了SiC相關的解決方案,無論是長晶爐、晶圓、切割、研磨、檢驗,或者更下游的模組與元件解決方案等,甚至在晶圓在晶圓的尺寸上,也開始有8吋的產品,意味著SiC已成了化合物半導體的顯學。
然而,雖然參與的業者眾多,相關的解決方案也很全面,但全球實際能夠供應的產能,其實還是屬於僧多粥少、供不應求的局面。
從需求面的解讀,是電動車與綠能的發展快速,對於這種寬能矽的化合物半導體的需求十分的龐大,因此對於SiC也就有很大供應缺口。
但若從供應面來看,則是這項技術本身的挑戰非常大,長晶的速度很慢,而且製成晶圓與元件的良率始終低迷,造成了它的供應與成本居不下。
由於SiC其實已非新的技術,它問世已超過10年,但在這麼長的時間之內,卻沒有取得太多的生產技術的突破,只能透過增加產量來滿足越來越高的市場需求。
然而,在良率沒有相對提升太多的情況下,其成本只會居高不下,這就會迫使業者把這些成本轉嫁到系統業者或者消費者身上,間接限制了終端應用的普及程度。
SiC設備的代理業者就透露,目前SiC長晶爐的訂單至少是2年起跳,也就是現在下訂,最少要等待兩年才有可能交貨,而這還是業者願意談的情況下。顯見在目前SiC上游端供需失衡的情況。
也由於SiC晶圓供應的瓶頸遲遲未能突破,因此部分業者並不看好目前的電動車發展,最主要的原因,就是關鍵的電源元件將會受到短缺與高成本的影響,而這個挑戰目前似乎仍未有克服的契機。