華為出手第三代半導體材料 性能實現千倍提升

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消息顯示，華為旗下的哈勃科技投資有限公司，近日投資了山東天嶽先進材料科技有限公司，持股10%。 山東天嶽

是我國第三代半導體材料碳化硅企業。 碳化硅是製造高温、高頻、大功率半導體器件的理想襯底材料，綜合性能較硅材料可提升上千倍，被譽為固態光源、電力電子、微波射頻器件的“核芯”。

今年四月，來自啓信寶數據顯示，華為新成立了一家投資公司，名為哈勃科技投資有限公司。 這家公司註冊資本為7億元人民幣，由華為投資控股有限公司100%控股。

哈勃科技投資有限公經營範圍是創業投資業務，法定代表人、董事長以及總經理均為白熠，他同時擔任華為全球金融風險控制中心總裁。

據資料顯示，華為哈勃投資的山東天嶽公司成立於2011年12月，是以第三代半導體碳化硅材料為主的高新技術企業。 公司投資建成了第三代半導體產業化基地，具備研發、生產、國際先進水平的半導體襯底材料的軟硬件條件，是我國第三代半導體襯底材料行業的先進企業。

今年二月，山東天嶽碳化硅功率半導體芯片研發與產業化項目正式開工。

據瞭解，天嶽的碳化硅功率半導體芯片及電動汽車模組研發與產業化項目是濟南2019年市級重點項目之一，該項目總投資65000萬元，項目總佔用廠房面積為2400平方米，主要將建設碳化硅功率芯片生產線和碳化硅電動汽車驅動模塊生產線各一條，利用廠區原有廠房的空置區域建設。

據山東天嶽官方消息，本項目以硅烷和甲烷在氫氣和氬氣條件下製得SiC襯底外延片後，經掩膜澱積、光刻、顯影、灰化、刻蝕和檢驗封裝等工序，生產SiC MOSFET晶體管，設計年生產規模為400萬隻/年； 以碳化硅外延材料為原料，經晶圓標記、離子注入、廠板澱積、歐姆接觸、肖特基電極、鈍化層製備等工序，生產SiC功率二極管，設計年生產規模為1200萬隻/年； 以碳化硅芯片為原料，經焊接、清洗、鋁引線鍵合灌封硅凝膠等工序，生產碳化硅電動汽車驅動模塊，設計年生產規模為1萬隻/年。

碳化硅是電力器件的未來？

碳化硅（SiC）是第三代半導體材料代表之一，是C元素和Si元素形成的化合物。 跟傳統半導體材料硅相比，它具有高臨界擊穿電場、高電子遷移率等明顯的優勢，是製造高壓、高温、抗輻照功率半導體器件的優良半導體材料，也是目前綜合性能最好、商品化程度最高、技術最成熟的第三代半導體材料，與硅材料的物理性能對比，主要特性包括：

（1）臨界擊穿電場強度是硅材料近10倍；

（2）熱導率高，超過硅材料的3倍；

（3）飽和電子漂移速度高，是硅材料的2倍；

（4）抗輻照和化學穩定性好；

（5）與硅材料一樣，可以直接採用熱氧化工藝在表面生長二氧化硅絕緣層。

比如，在相同耐壓級別條件下，Si-MOSFET必須要做得比較厚，而且耐壓越高厚度就會越越厚，導致材料成本更高。 在柵極和漏極間有一個電壓隔離區，這個區越寬，內阻越大，功率損耗越多，而SiC-MOSFET可以講這個區域做得更薄，達到Si-MOSFET厚度的1/10，同時漂移區阻值降低至原來的1/300。 導通電阻小了,能量損耗也就小了，性能得到提升。

碳化硅功率半導體器件包括二極管和晶體管，其中二極管主要有結勢壘肖特基功率二極管（JBS）、PiN功率二極管和混合PiN肖特基二極管（MPS）； 晶體管主要有金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、雙極型晶體管（BJT）、結型場效應晶體管（JFET）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）和門極可關斷晶閘管（GTO）等。

相對Si功率器件，SiC在二極管和晶體管的優勢特徵為： 在二級管中，Si-FRD構造電壓可以達到250V，而換成SiC電壓則可達到4000V左右； 晶體管中Si-MOSFET可以做到900V，市場上也有1500V的，但特性會差些，而SiC產品電壓可達3300V。

碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高温、高頻率、低損耗等獨特優勢，將極大地提高現有能源的轉換效率，對高效能源轉換領域產生重大而深遠的影響，主要領域有智能電網、軌道交通、電動汽車、新能源併網、通訊電源等。 被譽為未來的功率器件選擇。