全球 SiC 晶圆市场规模约为 8 千多亿美元,SiC 晶圆与 GaN on SiC 磊晶技术大厂 Cree 为求强化自身功率及射频元件研发能力,决议 2019 年 5 月于美国总部北卡罗莱纳州特勒姆市,扩建 1 座先进自动化 8 寸 SiC 晶圆生产工厂与 1 座材料超级工厂(Mega Factory),期望借此扩建案,提升 Cree 在 SiC 晶圆上的生产尺寸与提升晶圆使用市占,并提供 GaN on SiC 先进磊晶技术进一步应用于功率及射频元件中。
以 LED 材料与元件起家的 Cree,近年将研发方向集中于功率及射频元件领域的理由,可从其与 Infineon 的并购案渊源说起。原先 Cree 旗下以功率及射频元件为主力的 Wolfspeed 事业部因本身经营策略,已规划于 2016 年 7 月公告出售该部门至 Infineon 功率半导体事业体,期望借由此次并购案,使 Infineon 成为车用 SiC 元件上的领先霸主;但事情发展并非如此顺利,2017 年 2 月出售案经美国外资投资委员会(CFIUS)评估后,以可能涉及军事管制技术原因决议禁止该并购案,迫使 Cree 需重新思考因应策略及经营方针。
此后 Cree 于 2018 年 2 月及 3 月时,提出与 Infineon 的 SiC 晶圆长期供货协议,并向 Infineon 收购其射频功率半导体事业部,试图解决美国外资投资委员会出售禁令的损失,保持与 Infineon 之合作关系。
2019 年 5 月 Cree 又提出扩厂计划,说明其已将开发重心逐渐转回功率及射频元件领域上,持续投入 8 寸 SiC 晶圆生成技术的提升,藉此拉抬 SiC 元件于车用、工业及消费型电子领域之市占空间。
各厂于 GaN on SiC 磊晶技术之目标市场皆不同,后续发展仍需持续观察
现行 GaN on SiC 磊晶技术主要集中于 Cree 手中,Cree 拥有最大 SiC 晶圆市占率(超过 5 成以上);根据官网资料,目前使用的 SiC 基板尺寸最大可达 6 寸,主要应用于功率半导体的车用、工业及消费型电子元件中,少量使用于通讯射频领域上;未来扩厂计划完工后,预期可见 8 寸 SiC 基板应用于相关功率及射频元件制造。
另外,Cree 在 GaN on SiC 磊晶技术领域的竞争对手为 NTT AT(日本电信电话先进技术),其使用的 SiC 基板最大尺寸为 4 寸,借由后续磊晶成长如 AlGaN(或 InAlGaN)缓冲层后,形成 HEMT(高电子移动率晶体晶体管)结构,目标开发高频通讯功率元件。
因此现阶段 GaN on SiC 磊晶技术之应用情形,各家厂商瞄准的目标市场皆不同,该技术仍处于发展阶段,有待后续持续关注。
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