华为出手第三代半导体材料性能实现千倍提升

来源：内容来自半导体行业观察综合，谢谢。消息显示，华为旗下的哈勃科技投资有限公司，近日投资了山东天岳先进材料科技有限公司，持股10%。山东天岳是我国第三代半导体材料碳化硅企业。碳化硅是制造高温、高频、大功率半导体器件的理想衬底材料，综合性能较硅材料可提升上千倍，被誉为固态光源、电力电子、微波射频器件的“核芯”。今年四月，来自启信宝数据显示，华为新成立了一家投资公司，名为哈勃科技投资有限公司。这家公司注册资本为7亿元人民币，由华为投资控股有限公司%控股。哈勃科技投资有限公经营范围是创业投资业务，法定代表人、董事长以及总经理均为白熠，他同时担任华为全球金融风险控制中心总裁。据资料显示，华为哈勃投资的山东天岳公司成立于年12月，是以第三代半导体碳化硅材料为主的高新技术企业。公司投资建成了第三代半导体产业化基地，具备研发、生产、国际先进水平的半导体衬底材料的软硬件条件，是我国第三代半导体衬底材料行业的先进企业。今年二月，山东天岳碳化硅功率半导体芯片研发与产业化项目正式开工。据了解，天岳的碳化硅功率半导体芯片及电动汽车模组研发与产业化项目是济南年市级重点项目之一，该项目总投资万元，项目总占用厂房面积为平方米，主要将建设碳化硅功率芯片生产线和碳化硅电动汽车驱动模块生产线各一条，利用厂区原有厂房的空置区域建设。据山东天岳官方消息，本项目以硅烷和甲烷在氢气和氩气条件下制得SiC衬底外延片后，经掩膜淀积、光刻、显影、灰化、刻蚀和检验封装等工序，生产SiCMOSFET晶体管，设计年生产规模为万只/年；以碳化硅外延材料为原料，经晶圆标记、离子注入、厂板淀积、欧姆接触、肖特基电极、钝化层制备等工序，生产SiC功率二极管，设计年生产规模为万只/年；以碳化硅芯片为原料，经焊接、清洗、铝引线键合灌封硅凝胶等工序，生产碳化硅电动汽车驱动模块，设计年生产规模为1万只/年。碳化硅是电力器件的未来？碳化硅（SiC）是第三代半导体材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物。跟传统半导体材料硅相比，它具有高临界击穿电场、高电子迁移率等明显的优势，是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件的优良半导体材料，也是目前综合性能最好、商品化程度最高、技术最成熟的第三代半导体材料，与硅材料的物理性能对比，主要特性包括：（1）临界击穿电场强度是硅材料近10倍；（2）热导率高，超过硅材料的3倍；（3）饱和电子漂移速度高，是硅材料的2倍；（4）抗辐照和化学稳定性好；（5）与硅材料一样，可以直接采用热氧化工艺在表面生长二氧化硅绝缘层。比如，在相同耐压级别条件下，Si-MOSFET必须要做得比较厚，而且耐压越高厚度就会越越厚，导致材料成本更高。在栅极和漏极间有一个电压隔离区，这个区越宽，内阻越大，功率损耗越多，而SiC-MOSFET可以讲这个区域做得更薄，达到Si-MOSFET厚度的1/10，同时漂移区阻值降低至原来的1/。导通电阻小了,能量损耗也就小了，性能得到提升。碳化硅功率半导体器件包括二极管和晶体管，其中二极管主要有结势垒肖特基功率二极管（JBS）、PiN功率二极管和混合PiN肖特基二极管（MPS）；晶体管主要有金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、双极型晶体管（BJT）、结型场效应晶体管（JFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和门极可关断晶闸管（GTO）等。相对Si功率器件，SiC在二极管和晶体管的优势特征为：在二级管中，Si-FRD构造电压可以达到V，而换成SiC电压则可达到0V左右；晶体管中Si-MOSFET可以做到V，市场上也有V的，但特性会差些，而SiC产品电压可达3V。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有能源的转换效率，对高效能源转换领域产生重大而深远的影响，主要领域有智能电网、轨道交通、电动汽车、新能源并网、通讯电源等。被誉为未来的功率器件选择。

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