日本材料公司Resonac开发300mm碳化硅基板,目的不是卖大尺寸晶圆
Resonac开发负责人解释,300mm碳化硅单晶基板研发的核心目标是通过攻克大口径晶体生长的极端难度来反哺现有150mm/200mm产品的品质,而非准备商业化300mm晶圆。访谈同时揭示了SiC衬底从当前尺寸向更大口径过渡的真实约束条件:器件制造商的设备环境、基板成本阈值以及终端需求规模。
碳化硅功率半导体行业正在经历从150mm向200mm衬底的过渡。据Resonac开发负责人介绍,有观点认为200mm品成为主流大约在2030年前后,而300mm的全面过渡则要到那之后。在这个背景下,日本材料公司Resonac于2026年9月宣布成功生长并加工出直径300mm的SiC单晶基板,并在同月于横滨举办的国际碳化硅会议(ICSCRM 2026)上首次公开展示。乍看之下,这似乎是在为下一代量产做准备。但Resonac开发负责人的回答出人意料:没有销售300mm SiC外延晶圆的计划,开发目的纯粹是提高现有150mm和200mm产品的竞争力。
这一逻辑建立在一个具体的材料科学事实上。SiC单晶生长过程中,口径越大,结品生长时的温度分布等条件就越难控制。Resonac的策略是主动选择最难的300mm条件去攻克这些控制难题,然后将获得的温度场设计等经验回灌到已经在量产的较小口径产品上。换句话说,300mm在这里不是产品,而是一把尺子——用来校准自身在更实际尺寸上的工艺极限。
Resonac对竞争对手的300mm展示也给出了类似解读。中国的SICC和美国的Wolfspeed近期都公布了300mm SiC开发成果,外界容易将其理解为量产竞赛的提前布局。但Resonac认为,这些展示未必都指向早期量产,可能同样包含通过证明大口径能力来为中小尺寸产品背书品质信心的意味。当然,这是Resonac方面的判断,各公司的实际商业计划并未公开。
真正决定SiC衬底何时从200mm过渡到300mm的,不是衬底厂商能否做出样品,而是器件制造商那边的设备环境。Resonac举了一个历史先例来说明这一逻辑:据其介绍,当前正在推进的SiC基板200mm化,与硅半导体完成300mm过渡后腾出大量200mm兼容产线有关。硅和碳化硅并非使用完全相同的设备,但评估装置等部分设备可以共用,这为器件厂降低200mm SiC的切换成本创造了条件。同理,SiC的300mm化需要器件厂愿意将300mm产线资源分配给SiC,这取决于AI数据中心、电动车等终端市场对SiC器件的需求是否增长到足以证明这种分配合理。
成本是另一道门槛。大口径的核心优势是单片晶圆产出更多芯片从而摊薄成本,但如果300mm衬底本身的售价或器件厂的设备改造投入过高,总成本未必下降。Resonac明确表示,300mm要成为现实产品,必须达到器件厂愿意采用的价格水平。目前这个价格尚未形成。
这篇访谈拆解了一个常被简化的叙事:晶圆尺寸越大就意味着量产时代即将到来。实际上,衬底厂商做出300mm样品只是必要条件之一,器件厂的设备意愿、衬底的价格竞争力和终端需求的规模增长缺一不可。Resonac自身也表明,300mm的商用化将取决于客户器件厂的主动需求,而非衬底厂商单方面推动。