SiC等宽禁带半导体应用瓶颈

当前SiC衬底晶片的成本是同尺寸Si衬底晶片成本的的4至5倍，预计未来3至5年内，SiC衬底晶片的价格会逐渐降到Si的2倍左右。在这个过程中，短期内SiC器件产能和供货吃紧可能在所难免。无论是SiC还是GaN，虽然在很多应用场景中，它们拥有更优越的性能，但是在大规模商用化路径上，它们还面临一些制约因素的困扰。

首先，就当前情况来看，最核心的瓶颈还是在于产能问题，如今SiC器件的交期普遍超过6个月。虽然随着新工厂的增加，供应紧张的情况会有所改善。但与此同时，需求将会蓬勃发展，尤其是电动汽车行业的需求。在价格与需求实现平衡匹配之前，仍可预期市场会有好几年的动荡。

其次，宽禁带半导体的产业发展时间相对较短，当前SiC器件、模块的寿命和市场增长，一直受产品可靠性问题的阻碍。所以在产品标准化、成熟度等方面还有很长的路要走，尤其是在品质与长期可靠性方面，还有大量的研究和验证工作要做。

另外，材料端的问题也不容忽视，第一，仍旧缺乏大尺寸、低缺陷衬底。由于电力电子芯片面积非常大，而大芯片需要大尺寸衬底。目前，6英寸基本满足现阶段要求，希望后续积极推进8英寸衬底产业化。同时，对于高压器件来说，双极性器件是不可避免的。现在市场上缺乏P+衬底，限制了高压大功率n沟道IGBT器件的产业化。

第二，外延层质量问题。缺乏高质量低缺陷密度超厚处延层。外延层中深能级缺陷影响少数载流子寿命，进而影响双极性器件特性。同时，基平面位错在导通过程中发生转化，导致双极性器件正向退化。这些对于双极性高压器件研制都是很大的阻碍。

未来五年，是中国乃至全球产业升级转型的关键时期，从功率器件需求来看，未来增长强劲的领域包括：新能源汽车及其配套产业、大数据(数据中心)、通信基础设施、光伏发电、智能电网、工业设备、智能家居等。基于这些应用对更高功率密度器件的需求不断上升，SiC等宽禁带半导体产业也将迎来强劲的增长期。