碳化硅衬底厂商产品质量以及外延片工艺和设备–20230129

主要负责的工作内容？ 以质量模块为主，对内部产品整体的质量表现有比较客观的数据，包括质量检验、供应商来料情况。 对设备在使用过程中的问题提供质量反馈，对设备的使用情况(包括一些量测设备)、设备厂家有一定了解。主要有哪些供应商送片子？ 之前以CREE为主，IIVI也用过，后续CREE的买不到了，会选一些国产片子。主要是天科，也包括天岳和同光的。 质量情况上CREE整体比IIVI的要好。 对外延来说没有太多的片子选择权，一般是根据设计公司或对应的器件厂商的指定进行采购。采购不到会用国产替代进行验证，验证通过后才会用国产片子。 做完外延片之后CREE整体良率更高，产生的缺陷更少；天科的片子和CREE有一定差距但目前也能满足暂时对SBD的需求。公司自身也在做长晶和衬底，目前质量上不太符合要求，在验证阶段还未进入客户端量产阶段。 公司会购买天科P级和D级两种片子。 P级用于长外延，天科内部良率不清楚，从接收来看每批会有几片不良（但不太接受客诉），天岳的同等级别片子质量不如天科，同光的再差一些。 露笑的片子质量一般，不如天岳、天科。东尼不了解。 综合排序：国外>天岳>天科>露笑、同光等。海外有没有其他的供应商？ CREE和IIVI。 对整体的评价的好坏主要基于哪些指标？ 从动态角度来看，这几家的进步速度和与海外差距的最新进展如何？衬底片的质量不只来源于衬底加工，主要取决于晶体质量。 很多参数在晶体生长完之后便已经形成，在衬底加工过程中不能改变。一些晶体缺陷会在做外延的过程中放大，从而导致器件的良率降低。故一般情况下从晶片质量和衬底加工两方面进行评估。 衬底方面主要是运行参数（如Bow值、Wuk值、TTV、LTV）平面度，翘曲度，包括裂纹等，边缘3mm之内有的等级允许有。天科和天岳的片子会有边缘的裂纹，CREE的没有（裂纹很小），长外延需要去边3mm，3mm之外不会影响外延片的质量。晶体参数，如六方空洞、包裹物、微管密度。 如CREE的片子，随着购买数量增加，微管密度质量有所下降。 碳化硅厂家针对外延会有合同的缺陷范围，合同较松、但内控比较严，用外部的良率及签订的合同进行客诉厂商一般不会承认，但实际上是将一些较差的片子发出了。 比较重要的参数是晶体的位错密度如TSD，TED，BPD，是国产和国外晶体质量差异的主要体现，是最有竞争力的指标。 如BPD在长晶时就存在，叫作基面位错，外延过程中会将BPD转换成堆垛的一些层错，会造成器件绝缘击穿等缺陷，影响器件的性能。目前BPD与国外差距大约一个等级。 国内研发级挑选最好的片子可以和国外媲美，但如果量产级大部分达不到这样的水平并不能代表生产水平。目前国内长晶的公司BPD是研发的一个主要方向。 了解到国外位错密度1000cre/cm2，国内在5000-1w。目前差距是否有缩小？ 数据取决于看平均水平还是最好水平，目前和国外差距较大。外延厂商竞争格局如何？ （包括本公司及天域、天成、中电科两家，客户或下游器件的应用）下游厂家一般用在哪里不太清楚。外延技术壁垒并不高，工艺比较简单。 对衬底抽检，将衬底放入外延炉生长，主要参数是时间和温度，容易控制。对于外延来说主要瓶颈在外延设备，技术方面不算是瓶颈。 这边有两种外延设备，一是LPE设备，属于单片机，生长速度较快，只有一个腔；二是Nuflare，一台设备有两个腔体，但中国现在买不到了。该设备转速高，达到1000转/分钟，高转速对外延的厚度、浓度均匀性有利；且气流方向垂直向下可以降低片子上的杂质，提升良率。 本公司外延并非十分有经验的人在做，但是质量还可以。目前有一些国产替代设备，但国外设备配件损坏难以购买。 外延主要客户，中电旗下的积塔半导体；中芯绍兴购买衬底片多一些，外延片少一些；比亚迪是最大最重要的客户，我们是第一家通过比亚迪的合格供应商名录，瑞能、中科汉韵、士兰、华润微都有合作。 是否了解55所和爱仕特（在比亚迪占比较大）？对的，东莞天域也是其供应商。 通过比亚迪合格供应商之后体量增长较快，碳化硅行业目前产能也是一个瓶颈，为防止无法充分供货会多开发几家供应商，本公司占比较大，没有具体数据。 国产化设备如华创、48所、晶盛机电对于nuflare、LPE、TEL目前能做到什么程度的替代？有一些外延厂用的是纯国产化设备，因为无法买到外面的设备。 替代比例不好说。 功能上大部分可以替代。 是不是不能按照之前的方法（按照Nuflare或LPE指引的产能和扩张速度，再去拍大陆外延厂商的产能）计算外延厂商的产能？因为国产如果能够完全供应，理论上外延产能是随便扩的？ 产能瓶颈体现在设备方面，工艺并不难。只要设备没有问题，产能问题不大。 目前产能瓶颈体现在腔太少，只有两台设备（一台Nuflare，一台LPE）3个腔，外延片平均生产效率约1.5h/片，一天16/17片，一个月一千三四百片，去除假期、设备保养等达不到满产1400片。 东莞天域外延产能？ 设备数量不清楚，但目前在客户如比亚迪的占比不如我们多。 关于前段时间东尼公告的和天域的采购13.5亿的订单，听说天域从找天科采购到后来天科自己生产外延，所以不想合作了，外延这部分该如何看待，是否上游做衬底的以及下游做器件的都会做外延？ 如果外延国产化设备替代稳定之后，外延不算做瓶颈。 但对于单纯做外延的公司来说，如果衬底厂商自己做外延且国外的衬底买不到，国内好的衬底自用，那么光有设备和好的技术但没有衬底可用对外延来说是一个风险。 目前衬底购买较为困难，国内衬底较好的厂商不多，国外的无法购买，自家衬底供不上外延的需求，如果后续各家均做外延，单纯做外延的厂商生存不如前几年乐观。 下游器件包括代工厂端或者设计公司，对接触的客户以及整体的评价？ 士兰在国内处于较前端，有IDM厂能够自己设计自己生产，是较大的优势。 斯达半导体，可能专注于IGBT领域，21年底有一笔较大的募资，建立碳化硅工艺芯片的研发项目，但是用华虹代工，缺点就是没有自己的设计和生产，包括中电旗下的积塔半导体也是纯的代工厂，扬杰电子是设计公司。 目前国内有自己设计自己生产、设计公司和代工厂分开两种情况，无法评判那种情况更好，如积塔半导体是要听设计公司的，设计公司会指定衬底的供应商，具有较强的话语权。 功率的上市公司如新洁能、斯达、扬杰等可能搞碳化硅或建设自己的Fab或封装，没上市的碳化硅器件如清纯、瞻芯是找代工厂代工，代工模式或者idm这两种模式会各有优势且长期共存？ 是的。 国内外碳化硅衬底的价差？ 大概一两千。 CREE去年四季度八吋良率不及预期，是否得到解决？8吋不清楚，目前客户也没有8吋需求。 我们公司内部生产以6吋为主，6吋碳化硅衬底片虽然已经研发出来，但是距离量产存在一定差距，自己还用不上自己的碳化硅衬底片。若外延炉国产设备在性能和产能上完全替代海外，对外延厂商来说是不是没有设备瓶颈了？ 国内国产化设备还在验证阶段，没有进入量产阶段，其他的外延厂也需要经过一定时间的验证，没有问题之后才会完全替代国外设备，还需要一定时间。 目前仍未完全替代国外设备。 从衬底来看技术变化趋势是否有技术升级的变化如气泡膜从金刚线切割到激光冷切割？我们公司目前是金刚线的切割没有研发激光切割，还没有进行技术迭代发展。 其他公司的情况不太了解。这几家公司的综合良率？ 以P级衬底为例，整体良率计算先根据晶体外观给晶体定级P级orD级，P级内部给长晶定的良率是50%，经过衬底加工之后良率会发生变化，假设平均一个晶锭能产出15片衬底片，部分晶体能出10片P级的，部分晶体出5片P级的，综合计算我们公司P级晶体良率在40%左右，其他国内公司从技术上来看类似。 对外宣传可能为50%，但具体内部数据不清楚。天科可能会高一些。 天科对外宣传55%良率是否合理？ 差不多，可以从片子质量看出，若良率太低则没有足够的片子对外出售，但现在国内能够买到比较好的片子，且行业内宣传也都是50%左右。 东尼在业界内评价不高，突然接到这么大的订单，衬底厂商是否有弯道超车的可能性，或者是否基于工艺很难超越天岳、天科这样较长时间的积累？ 除非拿到国外现成的技术、工艺、经验丰富的团队，可以避免一些弯路，可能实现弯道超车，否则不太现实。 对于衬底来说，整个切磨抛设备和之前硅基设备包括设备厂家相差不大，但硅和碳化硅有自身的技术壁垒存在，所以如果有经验丰富的团队能够摸稳瓶颈的工序和工艺参数，可能实现弯道超车。 比如对我们公司来说多线切割对产能的制约较大，需要1-2周的时间将一个晶锭切成晶片。如果有更高的效率或者金刚性能更优，转速更高、速率更快，也是可能实现弯道超车的。 外延设备，像单腔的LPE在国内的晶盛和华创可能实现替代，双腔单片的Nuflare国内是中微和芯三代？这些设备在外延厂商的验证情况如何，验证周期多长？ 国产化率大概多少？ 外延片验证周期在一年左右，国外设备买不到倒逼国内设备改进。 某江苏无锡厂商从2021年开始进行设备研究到2022年10月份左右所有外延设备实现国产化替代。但后续量产后也要看客户端的反馈。 如果这样没问题，再验证可能还需要1年左右的时间，因为对于碳化硅来说，一些客户端也没有进入量产阶段，验证起来较慢。如果像硅基一样实现大批量替代，验证起来会快一些。 目前我们没有国产设备是吗？只有LPE和Nuflare？ 随订单增多后续新购买了华创的国产设备。 价格上日本的设备是一千余万，国产设备不清楚。 Aixtron是否了解？不了解，未购买过。 外延上国内和国外的良率是否相近，在90%左右？产品合格率：计算复杂，按照订单计算。 外延产品相当于客户定制产品，浓度会不同（以1200伏为例，有的要求11微米，有的要求11.5微米或12微米），如果产品超过公差范围可以留给下一个条件符合的客户使用，而不是报废。 通常情况下外延片都可以卖掉，因而整体生产合格率在90%以上。 订单合格率：相对较低，在80%左右，如对顾客的100片订单会生长110-120片来挑选客户的100片订单，外延片会100%检测，剩下的10-20片留给其他客户。 模拟良率：按照芯片尺寸，数字越大良率越低。 如2×2mm（芯片的尺寸）可以达到95%以上的良率。 即外延片可分为不同的小格子切割，若2×2mm范围内有缺陷，仅在这个范围内不可用，但其他点可用，所以尺寸越小良率越高。比亚迪是否自己做器件直接客户？ 对，比亚迪在宁波的工厂。 目前做的是SBD，Mos在验证阶段，对产品的稳定性、一致性要求较高，在客户端的验证也比较慢。比亚迪主的Mos是5×5mm，所以我们不是供给汽车主驱是吗？ 对的，目前我们以SBD为主，目前做的不是比亚迪的主驱，是充电桩、充电系统、电机驱动这些。我们占比亚的份额是多少？ 作为一供，占比在40%-50%。 比亚迪选择的衬底片的上游供应商是哪家？ 之前是CREE的，自己的也做的验证，现在用的是天科的。 数量在每个月几百片，单价在￥8000-9000，分不同的级别和参数。华创的设备估价？ 专家不太了解，大概700w，LPE的单价是800w-1000w，Nuflare大概在3000w左右。测量设备有哪些？ 外延的测量设备：测表面缺陷的c卡88，测浓度的CNCV，价格约四五百万；测表面塑造度的；以及测外延层厚度的厚度测试仪。测面型的面型检测仪。 主要是CK88、cncv和厚度测试仪。外延厂商的毛利率情况？ 本公司目前满产的话毛利率在百分之十几。目前量还没有起来，量大的话会高一些。其他公司不太了解。 但目前国内没有几十台外延炉产能的公司。现在主要碳化硅的限制因素是成本吗？ 如果大幅替代IGBT，需要在哪个环节下降是最有希望的？或者那些公司是重点看的？ 或者未来什么时点发生什么事件是大幅提升渗透率的关键？ 汽车Mos替代来说，汽车主机厂验证时间很慢，包括装机、路试等要2-3年的验证周期