碳化硅龙头忙扩产，韩国企业强攻SiC

需求高涨之下，近期，碳化硅（SiC）行业的头部企业如Wolfspeed、安森美不断布局碳化硅产业以及大量的新增产能，甚至跨行联名款不断涌现。The Elec报导，SK Siltron将供应晶圆，RFHIC则提供SiC和GaN的专业知识。RFHIC专精GaN射频芯片，Yes Power Technix生产4和6吋SiC电源管理IC。

第三代半导体耐高温、节能效率高，某些方面能取代矽晶圆。越来越多车用、电信、国防晶片采用第三代半导体。SK Siltron是南韩唯一晶圆生产商，在南韩和美国生产SiC晶圆。此提案仍待SK集团控股公司SK Corporation批准。另外，SK Siltron美国密西根州SiC工厂预计9月完工，届时6吋SiC产能将增至每年12万片。SK Siltron也在打造8吋SiC晶圆厂，目标2023年下半启动。

韩国首家拥有SiC全产业链的厂商诞生

作为加强其电池相关业务的集团范围内活动的一部分，韩国第三大企业集团 SKGroup 的投资型控股公司 SK Inc. 将收购国内唯一的电力生产商 Yes Powertechnix基于硅和碳化物 (SiC) 成分的半导体，它们正在成为电动汽车的关键部件。通过额外注资约 1200 亿韩元（9500 万美元），SK Inc. 表示将收购 Yes Powertechnix 95.8% 的股权和管理权。该公司于 2021 年 1 月投资 268 亿韩元，获得 Yes Powertechnix 33.6% 的股份。 通过收购Yes Powertechnix，它将能够在韩国首次建立从晶圆生产到SiC功率半导体设计和制造的价值链。SK集团的半导体晶圆部门SK Siltron于2020年收购了杜邦的碳化硅（SiC）晶圆业务。
SK Inc.表示，将建立SiC功率半导体的全球量产体系，并通过与全球公司的合作，将其产品线扩展到SiC基氮化镓（GaN）半导体等高附加值产品。GaN是一种战略材料，已用于移动通信设备和雷达等高科技武器。由于全球供应链中断的短缺凸显了汽车半导体的战略重要性，首尔政府已推动研究使用 GaN 等新材料的半导体。由于高功率密度和电压击穿限制，GaN 正在成为 5G 蜂窝基站应用的有希望的候选者。

SK集团子公司将收购杜邦的碳化硅晶圆业务

2019年，韩国SK 集团的半导体晶圆部门 SK Siltron 收购了杜邦的碳化硅 (SiC) 晶圆业务，因为该集团通过扩大生产设施和收购外国公司来支持其电动汽车业务。其董事会批准了以 4.5 亿美元收购杜邦公司 SiC 晶圆部门的提议。

SK Siltron 为电子制造商提供抛光硅片、太阳能基板和晶锭。SiC是一种含有硅和碳的半导体。SiC颗粒可以通过烧结结合在一起形成非常坚硬的陶瓷，广泛用于需要高耐久性的应用中。SiC 已成为替代电力电子中硅的主要半导体材料，因为它用于在高温或高压下运行的半导体电子设备。SK集团在电动汽车电池方面投入巨资。2019年6 月，聚酯薄膜和化学材料制造商 SKC 签署了一项协议，以 10.1 亿美元从美国私募股权基金 Kohlberg Kravis Roberts 手中收购领先的锂离子电池铜箔生产商KCF Technologies。

韩国对SiC发起总攻

要发展SiC，半导体供应链的多个领域必须无缝地结合在一起，以协同达到大规模具有成本竞争力的SiC功率器件制造的顶峰。目前韩国正在进行大量投资，各SiC器件生产商、IDM、纯代工厂、设备制造商，乃至大学、研究院所齐出力，共同开发SiC。近日，韩国30家本土半导体企业以及大学和研究所将于4月14日组建碳化硅产业联盟，以应对急速增长的碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化镓（Ga2O3）等宽禁带半导体所引领的新型功率半导体市场，从而形成韩国本土碳化硅生态圈。

据悉，联盟内的30家韩国功率半导体企业将共同参与材料、零部件、设备用功率半导体的开发，培育与碳化硅半导体相关的材料、零部件和设备企业的发展。那么韩国在SiC领域的储备和配套如何呢？

• SiC产业链

SiC的产业链主要由单晶衬底、外延、器件、制造和封测等环节构成。

SiC衬底是发展SiC的关键。衬底是将高纯度多晶SiC粉末经过升华、晶体生长、切割、研磨、清洗等过程制造而成的晶圆，为薄片形态。为使材料能满足不同芯片的功能要求，需要制备电学性能不同的SiC衬底，主要是两种：低电阻率的导电型SiC衬底，和高电阻率的半绝缘型SiC衬底。

外延技术对于碳化硅器件性能的充分发挥具有决定性的作用：衬底是不能直接拿来制造大功率和高压高频器件，而必须在单晶衬底上额外沉积一层高质量的外延材料，并在外延层上制造各类器件。在抛光晶圆上采用真空蒸发的方式形成几微米厚度的新的碳化硅单晶层，这就是外延片。在导电型SiC衬底上生长SiC外延层制得的SiC外延片，可进一步制成功率器件。

功率器件：在半绝缘型SiC衬底上生长氮化镓外延层制得的SiC基氮化镓（GaN-on-SiC）外延片，可进一步制成微波射频器件，微波射频器件是实现信号发送和接收的基础部件，是无线通讯的核心，主要包括射频开关、LNA、功率放大器、滤波器等器件。

接下来的流程就跟硅基半导体类似，进行制造、封测到最终出来各种各样的SiC器件。

• 韩国SiC产业链布局情况

在衬底领域，韩国的SK Siltron是主要的SiC衬底厂家。2021年2月，SK Siltron宣布已开始生产少量的碳化硅衬底晶片。据日媒《亚洲经济》2月16日报道，韩国SK Siltron正在扩建韩国龟尾2厂，以生产碳化硅晶圆。除了韩国本部，SK Siltron在美国也有两家晶圆厂。

SK Siltron 在庆尚北道龟尾的晶圆厂

SK Siltron表示：未来5年内，在美国投资约38.42亿人民币，以扩大美国碳化硅晶圆生产规模。2019年9月SK Siltron以28.5亿人民币收购了杜邦SiC晶圆事业部。今年3月份，SK siltron在美国密歇根州贝城建设的碳化硅 (SiC) 半导体晶圆制造工厂 (fab) 开始运营，主要生产6英寸SiC衬底，该工厂将响应ST和英飞凌等当地汽车半导体的需求。预计晶圆年产量在6万片左右。此外，去年下半年，SK siltron还买了一块另一家工厂，该工厂将生产碳化硅晶圆的基础材料，即锭和晶圆。

1月7日，碳化硅衬底公司Scenic签订了洁净室建设合同，准备量产SiC晶片，工期至2022年2月28日结束。Scenic计划将通过IPO筹集的大部分资金用于加强6英寸碳化硅晶圆技术的竞争力和扩建设施，目标是在2023年底前完成包括现代汽车公司在内的主要客户的产品认证，预计从 2024 年开始正式销售。此外钢铁公司POSCO过去投入了10年时间开发 SiC 单晶，目前POSCO正在开发接近商业150mm和100mm SiC衬底技术。

外延片：2021年12月，LX Semicon收购了LG Innotek的SiC半导体有形资产（设备）和无形资产（专利），宣布进军SiC半导体领域。据韩媒的报道，预计LX Semicon也将开发8英寸SiC半导体材料及元件。就材料来说，LX Semicon开发SiC外延片的可能性很大。

SiC生产材料：HANA Materials公司主要生产电极之间的阳极材料(电流通过半导体的部分)和半导体蚀刻过程中环绕圆形硅晶圆的硅环。他们也用化学气相沉积(CVD)技术制造SiC涂层产品（Coating）和专门的CVD方法生产SiC环（Ring）产品。SKC Solmics成立于1995年，是韩国精细陶瓷的先驱。目前，用于扩散工艺和LP-CVD工艺的碳化硅产品均为进口产品。因此，预计大规模制造可以随着新的销售而实现进口替代效应。

SiC涂层

CVD-SiC环

SiC器件领域：TRinno Technology公司主要生产SiC JBS以及SiC MOSFET，2021年12月20日，韩国iA集团子公司TRinno Technology负责人透露，他们考虑在中国为SiC半导体建一条新生产线，主要用于电动汽车领域。TRinno 正在寻求向韩国汽车制造商供应SiC半导体，目标是在2022年下半年将SiC应用到汽车上。

2021年1月，SK集团向Yes Power Technix（YPT）公司投资了268亿韩元，Yes Power将建设新的6英寸SiC工厂，预计到 2022 年将 SiC 功率器件的产量翻一番。

韩国车企也加入了自研SiC的大军。2021年9月，据《首尔经济日报》报道，韩国现代汽车计划在内部开发以SiC技术为基础的功率芯片，将被应用到2022年第二季度推出的一款新车上，也就是电动汽车Ioniq 6。

SiC设备：韩国的STI 是一家主要研发半导体石英玻璃电炉、SiC半导体生长炉等设备的设备公司。目前STI自主研发了SiC PVT生长炉，成功的开发出纯度为99.9998%的5N级锭粉，实现了韩国关键半导体材料碳化硅 (SiC) 锭粉的本地化。

STI的SiC PVT生长炉

生产处的SiC锭

代工厂：东部高科是一家代工公司，主要代工产品有MCU、显示驱动芯片（DDI）和图像传感器（CIS）等半导体。特别是主要生产Si DDI、MCU、CIS。2021年11月，东部高科（DB HiTek）宣布进军功率半导体，押注SiC和GaN。DB HiTek 通过最大化现有忠北工厂的场地来应对其生产能力。预计将利用Si半导体设备或增加一些新的SiC半导体设备。DB HiTek 计划借此机会实现向综合性系统半导体公司的目标发展。

据韩媒的报道，RF Sem拿下了全球60%的电子电容麦克风（ECM）芯片产能。目前RFsemi正将业务扩展到SiC代工业务，2021年10月，RFsemi宣布它已开始为韩国客户生产和供应碳化硅 (SiC) 电源管理 IC。目前其6英寸晶圆厂的产能为每月6,000片晶圆。

• 韩国科研院所的支持

除了各企业，韩国的高校如嘉泉大学、光云大学和国民大学，以及一些科研院所等也将大力支持SiC的技术研发。

韩国电气技术研究院是由政府出资的非营利研究机构。韩国电力研究院通过主导电力和公用事业领域的研发工作来推进科学技术，并在韩国SiC电力电子研究中发挥核心作用。它已经开发了SiC二极管和MOSFET技术，其中一些已经转移到其工业合作伙伴。

今年2月10日，韩国原子能研究院（KERI）宣布，他们已开发出一种可以大批量实现碳化硅晶片掺杂的技术。通过该技术，KAERI已经开发了一个可以同时对1000片4英寸碳化硅晶圆进行掺杂的设备。KAERI的目标是到2023年，真正实现碳化硅功率半导体NTD掺杂的商业化。”

韩国陶瓷工程技术研究所，电子和通信研究所，国家纳米材料技术研究所在SiC单晶生长和SiC MOSFET制造技术方面的技术上的成就也得到了相关的认可。

从硅到碳化硅的转变，已经不再是能否发生与何时发生的问题，SiC必将开启一个新时代，各国已经纷纷意识到如此。目前来看，韩国的在SiC方面的整体实力较欧美还相对较低，但韩国已经开始在快速应对SiC的到来，大力完善SiC的产业布局，强化竞争优势以期抢夺更多的SiC市场。

来源：DT半导体