今年4月，Wolfspeed纽约工厂开业，宣告8吋SiC提前2年量产。而最近，意法半导体和罗姆也公布了8吋SiC量产时间——2023年，量产进程也提前了1-2年，而且从衬底、外延到SiC MOSFET都将是8吋线。
8吋SiC量产，对外延、器件等环节有哪些影响？如何推动国产SiC衬底加快迈入8吋时代？今天，我们就来聊聊相关话题。
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来源：《2022碳化硅（SiC）产业调研白皮书》，参编请点文末“阅读原文”
据了解，2015年，罗姆就展示了8吋SiC衬底。罗姆2021年的公开信息显示，他们要在2025年才会量产8吋SiC。
而在近期的PowerUP Expo会议上，罗姆半导体美国总裁 Jay Barrus表示，他们将于2023年开始量产8吋SiC衬底产品。
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罗姆演讲PPT截图
最近，德国媒体Elektroniknet采访了罗姆子公司SiCrystal董事总经理Robert Eckstein，也证实他们将在明年量产8英寸SiC。
Eckstein表示，“我们目前正准备供应8吋SiC晶圆，从 2023 年起，我们将进入量产阶段。"
他还透露，从1997-2017年的 SiCrystal 的销售增幅较低，但自 2018 年以来，其销售额以平均每年 60% 的速度飙升，他们2022年l的碳化硅衬底产能几乎售罄。
为此，2022年SiCrystal的纽伦堡工厂计划扩产，人员方面将增加125%，达到450名左右。Eckstein称，“目前我们还在讨论在哪里新建一个SiCrystal工厂。”
产能计划方面， “SiCrystal的中期目标是每年生产10万片碳化硅衬底，并实现九位数的销售额”。
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无独有偶，外媒Evertiq最近采访了意法半导体子公司ST Silicon Carbide AB董事Carlo Riva。Riva明确表示，他们诺尔雪平的工厂今年年底前就会全部切换为8吋SiC生产线。
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“行家说三代半”发现，意法半导体最近在PowerUP Expo会议的PPT也证实了这个消息，而且8英寸的碳化硅衬底、外延和SiC MOSFET都将准备就绪。
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意法半导体PPT（2022.06）
据了解，2021年6月，意法半导体成功制造出首批8吋碳化硅晶圆片；2021年11月，意法半导体宣布投资数亿欧元，在意大利建8吋碳化硅衬底生产基地。
意法半导体首席执行官Jean-Marc Chéry表示，他们的目标是到2024年实现40%碳化硅衬底的自主供应。
据悉，8英寸SiC晶圆的芯片产量是6寸碳化硅晶圆的1.8 - 1.9 倍，衬底成本有望降低30%左右，因此碳化硅器件成本也有望进一步降低，从而加快在汽车、新能源和工业等领域的渗透率。
尽管未来几年6吋SiC衬底依旧是主流，但不少外延和器件企业已经在布局8吋项目，比如：
● 东莞天域正在布局全球首条8吋碳化硅外延片生产线项目，计划2022年动工，预计2025年投产（来源：东莞松山湖管委会文件）。
● 芯粤能二期项目计划建设年产24万片8吋碳化硅芯片生产线。
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南砂晶圆创始人徐现刚教授最近在论坛上表示，在“十三五”期间，国内就突破了8吋SiC衬底量产的关键难题，正快速导入量产进程；在8吋SiC衬底方面，目前国内与国际差距在2~3年之内，差距会越来越小。
据专家分析，生产8吋SiC衬底需要解决多个难题，主要包括：单晶生长炉控温难，轴向、径向梯度调节不灵活，单一晶型稳定性差等。
碳化硅长晶炉专业厂商恒普科技认为，要生长8英寸碳化硅衬底，这意味坩埚的直径需要进一步增长，而传统长晶炉的感应线圈只能加热坩埚的表面，从而导致不同位置的径向温度梯度都会随之增大。
而这种径向温度梯度是不适合的参数变化，会让原料分解、晶体面型、热应力带来的复杂缺陷的调节等方面面临挑战。
为了解决行业痛点，2022年6月，恒普科技推出新一代2.0版SiC电阻晶体生长炉，突破性地解决晶体“长大、长快、长厚”的行业核心难点。
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据介绍，恒普科技的石墨发热SiC晶体生长技术新平台，有多个核心技术，包括【轴径分离】和【新工艺】等 。
恒普科技的电阻式长晶炉实现【轴径分离】方法是，在籽晶径向区域主动调节其区域温度，轴向温度通过料区热场调节其区域温度。
通常，在晶体生长时，随着厚度的增加，籽晶区域热容会发生变化，热导也会发生很大的变化，这些参数的变化都会影响到籽晶区域的温度。
而由于籽晶区域有径向平面的发热体，可以主动调节径向平面的温度，实现径向平面的可控热量散失。随着原料分解，料的导热率发生变化（注：二次传质的旧工艺），会在料的上部结晶，料区热场可以根据料的状态主动调节料区温度。
同时，恒普科技电阻式长晶炉的好处还包括，设定生长工艺时，只需直接设定籽晶区域温度曲线，和轴向温度梯度温度曲线，“所见即所得”，降低了工艺耦合的难度和避免了工艺黑箱。
为了实现【轴径分离】，就需要对温度进行精准控制，而不能采用传统的功率控制，所以恒普科技的新炉型标准配备了【温度闭环控制】，实现了全程长晶工艺采用温度控制。
【轴径分离】与【新工艺】完美结合，是恒普科技新一代2.0版SiC电阻晶体生长炉的技术亮点。【新工艺】采用一次传质热场，让物质流的输送实现基本恒定，配合【轴径分离】的精准区域温度控制技术，更优化地满足SiC晶体的“长大、长快、长厚”的行业需求。
据悉，恒普科技石墨热场发热的晶体生长炉具有一些天然的优势：
c、温度场的可控性。更适合于大尺寸碳化硅SiC晶体的生长，如：8吋或更大尺寸。
恒普表示，提高碳化硅晶体生长炉设备水平的核心在于通过对温度和压力的控制降低晶体缺陷，提高晶体良率。
他们基于长期研发过程中积累的温度控制和气氛/压力控制相关的丰富经验及技术成果，针对碳化硅晶体生长炉研发了晶体生长过程温度闭环控制技术、高精度压力控制技术，有效地提高了晶体生长的缺陷控制水平。
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