作為半導(dǎo)體芯片制造最關(guān)鍵的材料之一，晶圓是必不可少的一種物質(zhì)。而隨著新型材料的發(fā)展，以碳化硅為代表的新材料成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的電子材料。近日，意法半導(dǎo)體完成新的業(yè)務(wù)布局，對(duì)瑞典碳化硅晶圓制造商N(yùn)orstel AB 進(jìn)行整體收購。據(jù)了解，ST 收購了剩余的 45%股份，Norstel并購案總價(jià)為 1.375 億美元，ST 由現(xiàn)金支付。ST 此舉意義重大，提前占領(lǐng)了碳化硅材料的賽道，也讓自己的業(yè)務(wù)版圖再次擴(kuò)大。

　　據(jù)悉，全球從事 Si 晶圓制造的企業(yè)不到 20 家，而 SiC 企業(yè)更是不到 5 家，這些企業(yè)幾乎壟斷了整個(gè)芯片制造的材料市場(chǎng)。盡管 2019 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速是放緩的，但是新材料的市場(chǎng)仍在快速增長，尤其是 SiC 市場(chǎng)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2025 年，SiC 市場(chǎng)年收入預(yù)計(jì)達(dá)到 30 億美元，產(chǎn)能不足成為業(yè)界公開的秘密。真正能有很好的市場(chǎng)效益的企業(yè)也就歐美那幾家，碳化硅晶圓的產(chǎn)能是被拉著走的，羅姆、英飛凌和科銳等均在此投入巨大的研發(fā)成本和精力，產(chǎn)品良率這塊也是目前面臨的難點(diǎn)。

　　根據(jù)意法半導(dǎo)體第三季度業(yè)績，意法半導(dǎo)體碳化硅產(chǎn)品收入有望在 2019 年達(dá)到 2 億美元，比 2018 年的 1 億美元增加一倍。為何加大對(duì)碳化硅市場(chǎng)的布局，ST 有著怎樣的考量?對(duì)此，意法半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行官 Jean-Marc Chery 表示：“在全球碳化硅產(chǎn)能受限的大環(huán)境下，整體并購Norstel 將有助于增強(qiáng) ST 內(nèi)部的 SiC 生態(tài)系統(tǒng)，提高我們的生產(chǎn)靈活性，使我們能夠更好地控制晶片的良率和質(zhì)量改進(jìn)，并為我們的碳化硅長遠(yuǎn)規(guī)劃和業(yè)務(wù)發(fā)展提供支持?！?/p>

　　隨著汽車和工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，整個(gè)業(yè)界對(duì) MOSFET 和二極管需求增長，但是傳統(tǒng)的硅管已經(jīng)無法滿足日益增長的客戶需求，尤其是大功率的器件，碳化硅才能做到最優(yōu)的性價(jià)比。據(jù)介紹，Norstel 在碳化硅上的表現(xiàn)是很不錯(cuò)的，尤其是在碳化硅工藝技術(shù)和高性能的半導(dǎo)體襯底，這也是制造半導(dǎo)體芯片最關(guān)鍵的一環(huán)。意法半導(dǎo)體看好的 Norstel，早在 1993 就與 ABB 和林雪平大學(xué)合作啟動(dòng)碳化硅項(xiàng)目，在幾十年的發(fā)展中，已經(jīng)形成了設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營等一體化的技術(shù)體系，有著豐富的可量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這也是 ST 這種頂級(jí)芯片客戶最看重的，性能和穩(wěn)定性。

　　在意法半導(dǎo)體和 Norstel 進(jìn)行業(yè)務(wù)整合之后，整個(gè)碳化硅的前景光明，這也是未來它們合作的方向。據(jù)相關(guān)工作人員表示，150mm 碳化硅裸片和外延片 200mm 晶圓是未來的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，以應(yīng)對(duì)日益增長的汽車和工業(yè)市場(chǎng)。

　　碳化硅(SiC)是近五年以來備受關(guān)注的第三代半導(dǎo)體，SiC 功率器件的研發(fā)從 1970 年代就開始了，到了 1980 年代，SiC 晶體質(zhì)量和制造工藝獲得了大幅改進(jìn)，90 年代末，除了美國之外，歐洲和日本也開始投入資源進(jìn)行研發(fā)。此后，行業(yè)開始加速發(fā)展。

　　到 2001 年英飛凌推出了第一款 SiC 器件 ------300V~600V(16A)的 SiC 肖特基二極管，接著科銳(Cree)在 2002 年推出了 600V~1200V(20A)的 SiC 肖特基二極管，主要用在開關(guān)電源控制和和電機(jī)控制中，隨后 ST、羅姆、飛兆和東芝等都紛紛推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。而 SiC 晶體管和 SiC MOSFET 則分別在 2006 年和 2011 年才面世。

　　SiC 帶來的工程挑戰(zhàn)

　　我們都知道 SiC 的好處是具有更低的阻抗、更高的運(yùn)行頻率和更高的工作溫度。比如 SiC 的開關(guān)頻率一般為 10KHz~10MHz，且還在發(fā)展中;其理論耐溫超過了 400℃，即使受目前封裝材料所限，也能很容易做到 225℃。

　　當(dāng)然，更高的耐高溫有好處，比如無需水冷，可以把設(shè)備的尺寸做得更少。但它的這些特性其實(shí)也會(huì)帶來一些其他的工程挑戰(zhàn)。比如當(dāng) SiC 器件工作在 225℃時(shí)，其他周邊器件該如何處置，要都用能耐這么高溫的器件，那成本又是一個(gè)大問題。

　　SiC 功率器件隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)接受度的提高，開始進(jìn)入了快速成長期，這期間肯定會(huì)有不少新的進(jìn)入者參與到這個(gè)市場(chǎng)當(dāng)中，也會(huì)出現(xiàn)一些新的應(yīng)用，希望這些新的進(jìn)入者能夠耐得住寂寞，能夠給整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈賦能，共同將這個(gè)產(chǎn)業(yè)做大，做好。