碳化矽之重要性日益提高(一)

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(摘譯自德國商報、時代週報等報導)

第三代半導體材料碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)因具有能源效率高、低能耗、耐高壓、耐高溫等優點,隨著5G及電動車時代的來臨,其重要性日益提高。
 
一、查第三代半導體材料以碳化矽及氮化鎵為主:
(一)因碳化矽及氮化鎵相較於一般的矽與砷化鎵(俗稱為第一及二代半導體)的能隙(Energy gap)來的寬,因此在處理高電壓、高頻訊號的轉換或在高溫的情況下,較不易從絕緣變成導電,係屬穩定性高,能源轉換效率好的材質。
(二)其耐高電壓、高溫等優點使晶片面積可大幅縮小,簡化周邊電路設計且可減少冷卻系統的體積。
 
二、碳化矽及氮化鎵在應用領域上略有不同:
(一)氮化鎵主要應用在電壓900V以下的範圍,如基地台、充電器或5G通訊效果等高頻產品。
(二)碳化矽則可應用在電壓高於1,200V的領域,如電動車及相關充電基礎設施、太陽能及離岸風力等能源發電設備。
 
三、另根據法國科技產業顧問公司(System Plus Consulting)表示,以碳化矽製造晶圓的優點多,惟仍需克服許多技術(目前仍以6吋為主)和成本過高的問題。因碳化矽長晶的速度較傳統矽來的慢,查傳統矽材料僅需3-4天即可製造200-300公分的晶棒,而碳化矽經7天的時間才能長晶2-5公分的高度,另因碳化矽材質較硬且脆,切割、研磨拋光難度高,因此較難生產。另查目前有關碳化矽基板的製造技術及材料皆由美日廠商掌握,如全球碳化矽龍頭Wolfspeed、美國II-VI及日本羅姆半導體(ROHM)。
 
 

備註:經濟部駐外單位為利業者即時掌握商情,廣泛蒐集相關資訊供業者參考。國際貿易局無從查證所有訊息均屬完整、正確,讀者如需運用,應自行確認資訊之正確性。