2007年碳化矽(SiC)晶圓將可達80萬片

　　根據法國Yole研究機構預估2003年全球碳化矽(SiC)半導體晶圓約生產25萬片，至2007年將可達80萬片，年複合成長率為34%。

　　第一個電子碳化矽零組件Schottky二極體與RF MESFET現在都仍在使用。實際上，碳化矽半導體晶圓的實用化進展非常緩慢，主要原因是碳化矽晶圓必需在高溫下製作，現在約有90至95%的碳化矽半導體晶圓都使用在光電應用方面，例如使用在藍白LED與藍光雷射二極體製造的Nitride複晶磊基板。不過，最近的發展是利用藍寶石、矽或者是獨立GaN的方式獲得高品質的Nitride層。

　　現在的挑戰是將碳化矽晶圓往電子領域方向發展，如此不僅能夠在高能量密度上受益，而且也有助於在高溫下運作。不過，技術與資金仍是阻礙產品商品化腳步的最主要原因。

　　在技術方面，碳化矽由矽元素和碳元素構成，因元素排列方式的不同、有很多種結晶類型。其中，立方體單結晶的電氣特性最好，不過，高品質結晶不易培育，必須開發結晶生長技術。在資金方面，由於碳化矽材料的成本約佔最終零組件成本的40%以上，加上生產時需要特定的設備與製程，因此對於零組件廠商來說將形成一個強大的資金障礙。

　　另一方面，近年來，通態電阻低並且散熱性好的碳化矽零組件，發展迅速。碳化矽的寬能帶隙為矽的2.8倍，達到3.09電子伏特。其絕緣強度為矽的5.3倍，高達3.2MV/cm，其導熱率是矽的3.3倍，為49w/cm.k，因此其被視為下一世代半導體功率元件的主要材料。

　　總之，以立方體結晶碳化矽為基板的半導體元件雖說不適合於數千伏特以上的超高電壓控制，但對市場規模最大的數百伏特的家電產品以及對於高能量密度系統的應用來說碳化矽將是最好解決方案。一旦達到商品化的階段，就有希望得到良好的節省能源的效果。例如電源供應器、UPS系統、基地台供應商、汽車製造商等。另外，由於這種元件放射線能力強，因此還有望在航太和原子能產業發揮威力。

　　以汽車為例，汽車在兩個方面有望推動碳化矽技術。一是汽車需要可在120℃以上的高溫下正常工作的半導體元件。在高溫條件下，矽元件需要散熱裝置，而碳化矽元件不需要散熱也可正常使用。另一個是在數百至千安培之間的大電流驅動方面。對於電動汽車、燃料汽車和油電混合汽車等電力驅動電路來說，碳化矽比矽更合適。

　　但是碳化矽零組件並不能直接替換現在原有系統中的晶片，仍舊需要重新設計電路才能夠達到碳化矽普及的目的。

　　現在，美國的Cree公司擁有全球85%的碳化矽材料市場佔有率，其他還包括使用HTCVD製程的Okmetic、開發碳化矽與矽hetero-epitaxy長膜技術的日本Hoya或採用Smart-Cut與晶片黏合技術的Soitec公司等，都相繼努力碳化矽領域中耕耘。(本室編譯 Carlos 2004/07/12)