碳化硅功率器件

发布时间：2025-04-11 11:17
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：444

　　碳化硅(SiC)功率器件是一类新型半导体器件，具有高温、高频、高压和高功率等特点。与传统硅功率器件相比，碳化硅功率器件能够实现更高的工作效率、更好的热稳定性和更小的开关损耗。


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　　7月22日，广东天域半导体股份有限公司(下称“天域半导体”)向港交所主板递交上市申请书，中信证券为独家保荐人。这是天域半导体继2024年12月23日首次递表失效后，再次向港股市场发起冲击。此前，中国证监会国际司已于6月13日发布关于天域半导体境外发行上市及境内未上市股份“全流通” 备案通知书(国合函 [2025] 1000 号)，为其港股上市进程扫除关键障碍。　　天域半导体成立于2009年，总部位于广东东莞松山湖，是中国最早专注于碳化硅外延片技术开发的专业供应商之一。公司主要产品为 4H-SiC 外延片，并提供相关增值服务。经过多年发展，天域半导体已成为中国碳化硅外延片行业的领军企业。据弗若斯特沙利文资料，2023年，天域半导体在中国碳化硅外延片市场的市场份额达 38.8%(以收入计)及 38.6%(以销量计)，稳居国内首位;在全球市场，其以收入及销量计的外延片市场份额均约为 15%，位列全球前三。　　作为国内首家获得汽车质量认证(IATF 16949)的碳化硅材料企业，天域半导体技术实力雄厚。公司不仅在国内率先实现 4 英寸、6 英寸外延片量产，更于2024年完成 8 英寸产品量产突破，构建起了 600 - 30000V 全电压等级外延片技术体系，并成功进入英飞凌、安森美等国际大厂的供应链体系。目前，公司在东莞松山湖国家高新区的生产车间具备每年 42 万片的 6 英寸及 8 英寸碳化硅外延片产能，正在建设的东莞生态园新生产基地预计 2025 年投产，投产后将新增 38 万片年产能，总产能逼近 80 万片。　　然而，天域半导体的发展并非一帆风顺。半导体行业的周期性波动以及市场竞争加剧，给公司业绩带来了一定压力。财务数据显示，2022-2024年，天域半导体营收分别为 4.37 亿、11.71 亿、5.20 亿，呈现出较大波动，净利润更是从2023年的 9590 万元盈利骤降 2024年的 5 亿元亏损。2024 年，受碳化硅外延片价格同比下跌 30% 影响，公司计提了 3.15 亿元存货减值，其中 4 英寸产品因技术迭代遭全额计提，存货周转天数从 97 天激增至 218 天，占总资产比例达 35%。此外，最大客户 J(某美企子公司)因贸易政策调整削减订单，也直接导致公司2024年收入锐减 55.6%。　　面对业绩挑战与行业竞争，天域半导体此次赴港上市意图明显。招股书显示，公司计划将 IPO 募集所得资金净额用于扩张整体产能、提升自主研发及创新能力、战略投资及 / 或收购、扩展全球销售与市场营销网络等。通过上市融资，天域半导体有望缓解当前面临的资金压力，进一步巩固其在碳化硅外延片领域的技术领先地位，加速产能扩张与市场拓展，提升公司在全球半导体市场的竞争力与抗风险能力。　　在全球新能源汽车、光伏发电等行业快速发展的背景下，碳化硅作为第三代半导体材料，市场需求持续增长。但与此同时，全球碳化硅产能也正以 48% 的年均增速扩张，行业竞争日益激烈。天域半导体此次再度冲刺港股 IPO，既是其自身发展的关键节点，也将为国内碳化硅半导体产业的发展注入新的活力，其后续上市进展及在资本市场的表现备受关注。
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　　“准格尔旗融媒体中心”消息，7月22日，准格尔旗人民政府与新疆陆铁港投资集团、秦皇岛远东金控公司召开合作洽谈会，就高纯石英砂及碳化硅项目签约落地准格尔旗事宜进行洽谈，并签署项目投资合作协议。　　会上，准格尔旗人民政府、准格尔经济开发区、内蒙古东海科技有限公司签署了项目投资合作协议。据悉，项目总投资30亿元，拟分期建设1500万吨高纯石英砂及碳化硅项目。　　资料显示，近年内蒙古依托丰富的硅石、煤炭资源等优势，在碳化硅产业领域逐步形成特色布局。　　碳化硅生产需高纯度石英砂、碳素材料(如焦炭、煤)及低成本电力。内蒙古丰富的资源为碳化硅产业发展提供核心支撑。目前内蒙古碳化硅产业布局主要集中在乌海市、 包头市、阿拉善盟与鄂尔多斯市等地。　　此外，内蒙古已将碳化硅等硅基材料纳入“十四五”新材料产业发展规划，政策将推动乌海、包头建设碳化硅产业基地，并设立新材料产业基金，支持企业研发半导体级碳化硅、高纯度碳化硅微粉等高端产品。
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　　碳化硅（SiC）是比较新的半导体材料。　　SiC的物理特性和特征　　SiC是由硅(Si)和碳(C)组成的化合物半导体材料。其结合力非常强，在热、化学、机械方面都非常稳定。SiC存在各种多型体(多晶型体)，它们的物理特性值各有不同。4H-SiC最适用于功率元器件。下表为Si和近几年经常听到的半导体材料的比较。　　3英寸4H-SiC晶圆表中黄色高亮部分是Si与SiC的比较。蓝色部分是用于功率元器件时的重要参数。如数值所示，SiC的这些参数颇具优势。另外，与其他新材料不同，它的一大特征是元器件制造所需的p型、n型控制范围很广，这点与Si相同。基于这些优势，SiC作为超越Si限制的功率元器件用材料备受期待。　　Si和C是1对1的比例结合的Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体　　以Si和C的原子对为单元层的最密堆积构造　　存在各种多型体，且4H-SiC最适用于功率元器件　　结合力非常强　热、化学、机械方面稳定　　热稳定性 ：常压状态下无液层，2000℃升华　　机械稳定性：莫氏硬度(9.3)，可以媲美钻石(10)　　化学稳定性 ：对大部分酸和碱具有惰性　　SiC功率元器件的特征　　SiC比Si的绝缘击穿场强高约10倍，可耐600V～数千V的高压。此时，与Si元器件相比,可提高杂质浓度，且可使膜厚的漂移层变薄。高耐压功率元器件的电阻成分大多是漂移层的电阻，阻值与漂移层的厚度成比例增加。因为SiC的漂移层可以变薄，所以可制作单位面积的导通电阻非常低的高耐压元器件。理论上,只要耐压相同，与Si相比,SiC的单位面积漂移层电阻可低至1/300。　　Si 功率元器件为改善高耐压化产生的导通电阻増大问题，主要使用IGBT(绝缘栅极双极晶体管)等少数载流子元器件(双极元器件)。但因为开关损耗大而具有发热问题，实现高频驱动存在界限。由于SiC能使肖特基势垒二极管和MOSFET等高速多数载流子元器件的耐压更高，因此能够同时实现 “高耐压”、“低导通电阻”、“高速”。　　此时，带隙是Si的约3倍，能够在更高温度下工作。现在，受封装耐热性的制约可保证150℃～175℃的工作温度，但随着封装技术的发展将能达到200℃以上。
2022-10-17 15:02 阅读量：3282
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