碳化硅(SIC)功率器件在許多電力電子應用中相較于基于硅的器件具有一系列顯著的優勢，這些應用包括電動交通工具、可再生能源和工業應用。這些優勢包括更高的效率、更低的損耗、更小的體積、更高的功率密度、更快的開關速度、更高的工作溫度、降低的寄生電容以及更高的可靠性。

　　提高碳化硅的產量和生產力對于加速其應用至關重要。為了解決這一問題，Resonac公司與Soitec最近達成協議，開發使用Resonac基底和外延工藝生產的200mm(8英寸)SmartSiC碳化硅晶圓。這一合作標志著Soitec在日本及其他全球市場實施高產量碳化硅技術的重要進展。

　　在一次與Soitec汽車與工業執行副總裁Emmanuel Sabonnadière的采訪中，Power Electronics News將探討這項合作的細節以及它如何促進SmartSiC技術的廣泛應用。

　　SmartSiC技術

　　碳化硅是一種寬帶隙(WBG)材料，相比傳統硅材料在電動汽車(EV)電力系統中具有顯著優勢。SiC能夠實現更高效的能量轉換，減少組件的尺寸和重量，從而降低整體系統成本。這些特點對于提升下一代電動汽車的性能和能效至關重要。

　　SmartSiC晶圓提供優越的器件性能、更高的生產良率，并在晶圓制造過程中減少能耗，能耗比傳統碳化硅生產方法降低高達70%。

　　Sabonnadière表示：“SmartSiC技術允許重復使用高質量的單晶碳化硅晶圓超過10次，從而實現更具成本效益和更可持續的生產過程。這對于電動汽車和工業應用(如可再生能源和為人工智能數據中心供電)尤其關鍵。”

　　合作細節

　　作為此次合作的一部分，Soitec將提供其專有的SmartCut技術來生產SmartSiC晶圓。這些晶圓由高質量的單晶SiC供體晶圓與高電導率的多晶SiC支撐晶圓結合而成，形成新一代的工程化晶圓，以提高器件性能、增加制造良率并減少生產過程中的能耗。

　　另一方面，Resonac(前稱昭和電工)將提供高質量的單晶碳化硅基底以及外延工藝，這些對于生產可供器件加工的SiC晶圓至關重要。

　　Sabonnadière表示：“通過與Soitec的合作，Resonac旨在提高200mm(8英寸)SiC晶圓的產量和質量，從而多樣化和增強基于SiC技術的供應鏈?！?/p>

　　正如Sabonnadière所述，此次合作旨在加速碳化硅技術在電動汽車市場的應用。通過改善SiC晶圓的可用性和性能，該合作將有助于開發出更高效、更緊湊和更具成本效益的電動汽車電力系統，支持更廣泛的電動交通轉型。

　　Resonac的SiC基底以其卓越的單晶質量和精確的外延工藝而著稱。與其他基底相比，Resonac的SiC基底具有更高的純度、更少的缺陷和更好的晶體對準，這些因素轉化為半導體應用中更好的性能和可靠性。這些高質量基底對于在電力電子和其他先進應用中實現最佳性能至關重要，使其在市場上脫穎而出。

　　Sabonnadière表示：“SmartCut工藝是SmartSiC技術的基礎，提供了優越的結合界面質量和可靠性。Soitec每年在硅材料上生產超過200萬片晶圓，采用的是三十年前創建的工藝。應用于SiC后，通過將高質量的單晶SiC供體晶圓與高導電性的多晶SiC支撐晶圓結合，提升了良率和性能?！?/p>

　　SmartSiC技術的優勢

　　在SmartSiC晶圓制造過程中減少的能耗支持了Soitec和Resonac的可持續發展目標，降低了晶圓生產的環境影響。這一減少不僅降低了制造過程中的碳足跡，還與企業在能效和資源消耗減少方面的更廣泛承諾相一致。通過生產能耗更低的晶圓，兩家公司為開發更可持續的半導體技術作出了貢獻。

　　Sabonnadière指出，此次合作有望增強電氣設備制造商的競爭力，為其提供高性能、低成本的SiC晶圓。這將有助于提高電動汽車組件的效率，降低生產成本，從而使制造商在產品性能和定價方面具備競爭優勢。改進的SiC技術還可以推動創新，促進更先進和高效的電動汽車系統的開發。

　　他補充道：“SmartSiC晶圓的日益采用預計將降低整體系統成本，這得益于制造過程的效率提高和高質量晶圓的更高良率?！?/p>

　　在能量轉換的改進和SiC組件的更緊湊設計為未來電動汽車帶來了一系列積極的進展。這些進展包括增加的續航里程、更小的組件導致的車輛重量和尺寸減少，以及整體性能和能效的提高。這些進展可以使電動汽車在實際應用中更具吸引力和成本競爭力。

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