英飞凌全球首次在300mm SiC晶圆制成可工作功率器件

要点

• 英飞凌在300mm SiC晶圆上制备出可正常工作的功率器件。
• 与200mm晶圆相比，单片晶圆可制造的芯片数提升至2.3倍。
• 公司利用现有Si制造设备与Cold Split技术，探讨未来量产化。

全球首次在300mm SiC晶圆上形成可工作功率器件

英飞凌科技（Infineon Technologies）于11月9日（德国时间）宣布，在奥地利菲拉赫（Villach）工厂成功在300mm SiC（碳化硅）晶圆上制备出可正常工作的功率器件。该公司表示，在真正的半导体制造环境中将300mm SiC晶圆加工为可工作的功率器件尚属全球首次；此次成果并非停留在实验室级试制，而是使用现有面向硅半导体的制造设备完成，这是其重要特点。

单片晶圆芯片数提升至2.3倍

300mm晶圆的面积约为200mm晶圆的2.25倍。制造相同尺寸的器件时，即使考虑晶圆边缘等条件，单片晶圆可获得的芯片数也可提升至约2.3倍。SiC功率半导体相比使用Si的功率半导体更易抑制电力损耗，并能在高电压、高温环境下高效工作。另一方面，SiC晶圆比Si晶圆更难制造和加工，随着大直径化推进，需要稳定晶体品质、加工精度和良率的技术。

英飞凌已于2025年2月开始向客户供应使用200mm SiC晶圆制造的功率半导体产品。此次成果旨在将SiC晶圆进一步大直径化至300mm，以提升未来制造效率和供应能力。

复用现有硅制造设备，300mm SiC量产时间未定

此次300mm SiC功率器件使用了菲拉赫工厂已安装的现有硅半导体制造设备进行制备。300mm晶圆在硅半导体制造中被广泛使用，包括制造设备、搬运设备和计量设备在内的量产基础设施较为完善。若能将这些现有设备用于SiC，与另行配置专用设备相比，有望在抑制设备投资的同时扩大生产能力。

英飞凌称，此次成果证明了300mm SiC工艺的技术可行性，但尚未决定使用300mm SiC的量产开始时间。公司将继续推进200mm SiC的制造路线图，同时根据市场需求、客户及合作伙伴的协商情况，判断300mm技术的产业化和量产启动时机。

面向EV与AI数据中心等应用

SiC功率半导体可实现电力转换时的损耗降低、功率密度提升，并在高电压、高温环境下高效工作。主要用途包括电动汽车（EV）的牵引逆变器、车载充电器、EV充电器、可再生能源设备、大规模储能系统、工业驱动、不间断电源等。

在AI数据中心，随着GPU和AI加速器功耗增加，提高电源系统转换效率的需求也在上升。SiC有望用于固态变压器（SST：Solid State Transformer）、断路器和电源供应单元（PSU）等。英飞凌计划通过SiC功率半导体“CoolSiC”产品组合，应对车载、工业以及AI数据中心相关需求。

Cold Split技术应用于300mm SiC

英飞凌还在德国德累斯顿基地成功将Cold Split技术应用于300mm SiC晶圆。Cold Split是一种在SiC晶锭（boules）内部用激光形成分离层，并利用冷却时产生的应力分离晶圆的技术。

传统线锯切割SiC晶锭的方式会使切割部分成为碎屑，导致部分材料损失。Cold Split可抑制切割时的材料损失并缩短加工时间，因此能从相同的SiC晶体中获得更多晶圆。英飞凌希望将300mm化带来的单片晶圆芯片数增加，与Cold Split带来的材料利用效率提升相结合，以提高SiC功率半导体的生产效率和供应能力。

构建Si、SiC、GaN的300mm制造基础

英飞凌制造使用Si、SiC、GaN三种半导体材料的功率半导体。公司于2026年10月宣布，到2034年将向菲拉赫基地的300mm GaN功率半导体量产设施投资约11亿欧元，并计划在2027年底前开始生产，目标是通过300mm化增加芯片数并降低制造成本。

此次成功在300mm SiC晶圆上制备出可工作的功率器件，使英飞凌继300mm GaN之后，在第二种宽禁带半导体材料上展示了走向300mm制造的道路。英飞凌CEO Jochen Hanebeck表示，此次成果是将300mm SiC技术从实验室转移到制造环境的重大进步；今后公司将在推进200mm SiC量产扩大的同时，为未来300mm化整备技术和制造基础，并连接面向车载、可再生能源、工业设备和AI数据中心的长期SiC供应。