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近日，Soitec的Bernin 4 fab工厂正式落成剪彩。
信息称，Bernin 4 晶圆厂将拥有 2,500 平方米的洁净室空间，但目前仅安装了 1,500 平方米。第一批晶圆将于 11 月下线，到明年产量将增至数千片，到 2028 年满负荷生产时年产量将达到 500,000 片。200 毫米晶圆计划于 明年3 月份投入生产。
Bernin 4，兼具 150 至 200 毫米之间的爬升灵活性。负责人称：“SmartSiC 的采用尺寸有 150 毫米和 200 毫米，我们不想选择其中一种尺寸，因为我们认为这两个市场都会增长，150 毫米（晶圆尺寸）已经开始流行，而 200 毫米（晶圆尺寸）正在酝酿之中。我们选择创建一个灵活的、与尺寸无关的晶圆厂，能够根据需要在 150 毫米和 200 毫米的尺寸上进行生长。”
到 2028 年，Soitec 计划每年生产超过 500 万片晶圆，涵盖所有生产基地和晶圆尺寸。
从 Soitec 决定开发 SmartSiC 技术到在法国伯宁的新工厂启动 SmartSiC 晶圆生产，仅过了四年的时间。Soitec承诺将在不到一年的时间里，市面上会出现首款采用 SmartSiC 功率组件的电动汽车正式上路。
Soitec首席执行官 Pierre Barnabé
Soitec 的 Bernin 4 延伸区鸟瞰图（来源：Soitec）
从实验室走向量产，Soitec稳步前行
SmartSiC 源自法国格勒诺布尔 CEA-Leti 内 Soitec 基板创新中心的试验线，是 Soitec 专有 SmartCut 工艺对 SiC 的改编。
Soitec 创新总监 Sandrine Chabanet 表示：“从实验室到工厂只用了四年时间。2019 年，我们决定采用 SmartSiC 解决方案。2020 年，在 CEA-Leti 的帮助下，我们推出了第一批 150 毫米晶圆。2021 年，我们能够在 CEA-Leti 建立试验线。2022 年，我们对 200 毫米晶圆进行了认证。今天，我们为 Bernin 4 工厂举行了落成典礼。”
SmartSiC 由单晶 SiC 供体晶圆上的非常薄的层制成，转移并键合到由多晶 SiC 制成的高导电载体晶圆上。Soitec 声称，与传统块状 SiC 相比，SmartSiC 衬底通过更高的供体晶圆可重用性、更高的产量和更小的芯片尺寸，将性能和能源效率提升到了新的水平。
Sabonnadière 表示，多晶硅晶圆的优势在于它具有极高的导电性，其电流传导能力比单晶硅晶圆高 8 倍。“与 MOSFET 和二极管中的传统 SiC 相比，这意味着节能 15% 至 20%。”
Soitec 进一步声称，其 SmartSiC 技术能够利用一种单晶 SiC 衬底生产出 10 倍以上的高质量 SiC 衬底。
延伸阅读：【技术解读】Soitec的SmartSiC™将成为新的行业标准？
Sabonnadière 表示，优质 SiC 供体晶圆可以重复使用多次。“由于我们重复使用的单晶硅（供体）晶圆的价值是其价值的 10 倍，如果它的质量非常好，那么将拥有 10 个质量非常好的晶圆。” 这种可重用性效果提高了制造产量，并允许在单个晶圆上安装更多器件。
Sabonnadière 表示：“从进入晶圆厂的 50,000 片晶圆开始，我们将生产 500,000 片晶圆，并且在每个 [200 毫米] 晶圆上，芯片制造商将能够添加 25% 以上的组件。”
Soitec 声称单晶硅供体晶圆可以重复使用 10 次。实际上我们说 10 个，从技术上讲我们可以做 15 个，但没有什么可以阻止我们走得更远。这是我们与 Leti 等公司共同进行的高级研究的一部分，旨在扩展我们的价值主张。”
当媒体询问 SiC 供体晶圆的质量是否会因重复使用而恶化时，他的回答是否定的。“质量没有改变。这更多的是机械抓地力的问题，就像你拿着一块盘子，它会逐渐被划伤，但晶圆的内在质量不会改变。”
Sabonnadière 补充道：“SmartSiC 才刚刚起步。故事还没有结束。我们将继续进行先进的研发，并考虑 SmartSiC 的使用和优化，包括提高可重用性。”
已向客户发送了近千片样片验证
Soitec 于 2022 年 5 月发布了据称是世界上第一个将 200 毫米单晶 SiC 供体晶圆键合到200 毫米多晶 SiC 晶圆的产品。去年12月，它宣布与意法半导体达成协议，对Soitec的SmartSiC技术进行鉴定和认证，以生产200毫米SiC衬底。
Sabonnadière 称，为期 18 个月的资格和认证阶段正在“按计划”进行。他拒绝透露其他客户的身份，但表示迄今为止已向客户和潜在客户发送了 1,000 多个样片用于供客户验证。
“我们 7 月份有 20 个潜在客户，今天有近 30 个潜在客户，世界四个汽车制造地区的验证反馈正在加速回馈，”他说。“我们不再处于样片阶段，已经进入工程化。合理地说，到 2024 年底，我们将看到第一批配备内置 SmartSiC 功率组件的电动汽车。”
对于未来的市场需求，Soitec 坚定看好电动汽车800V的进展。他们认为，与碳减排轨迹一致，电动汽车的采用在全球范围内激增。碳化硅器件一直是电动汽车的技术加速器，可以提高电子系统的功率密度，同时降低车辆的整体尺寸、重量和成本。
Soitec 预计SiC 在电动汽车中的渗透率乐观预期可达约为 70%，并旨在使SmartSiC 技术成为 150 毫米和 200 毫米 SiC 晶圆的市场标准。
Soitec 碳化硅项目副总裁 Emmanuel Sabonnadière 在新闻发布会上表示：“没有充满活力的市场，就不可能有创新。” “如今的电动汽车市场每年增长约 30%，到 2025 年电动汽车保有量将达到约 2000 万辆，到 2030 年将达到 4500 万辆电动汽车，这意味着 2030 年所有新注册的电动汽车中约有一半将是电动汽车。汽车革命每 100 年发生一次，Soitec 不想错过。”
Soitec 在 2023 财年第四季度从 SiC 业务中获得了第一笔收入，并预计未来几年将快速增长。“到 2026 财年，SiC 将占我们 21 亿美元收入的 10%，到 2030 年，我们预计我们的 SmartSiC 产品将占 SiC 市场的 30% 份额，届时将占到 70% 的份额。电动汽车市场，”。
即使 Soitec 实现到 2030 年占据 30% 市场份额的目标，SmartSiC 距离成为电动汽车市场标准还有很长的路要走。然而，更长的行驶里程和快速充电需求正在推动 800V 电池系统的发展，Sabonnadière 坚信 SmartSiC 将成为使电动汽车在充电 10 分钟左右后即可行驶 500 公里的技术。“这将引发电动汽车的大规模采用，真正满足用户的需求，”他说。
Soitec 的下一步战略
这次采访中，Soitec也透露了下一步战略的方向，从中长期来看，Soitec 确定了盈利能力的两个主要驱动因素。首先是半导体市场的增长轨迹；第二个是采用趋势，从其核心绝缘体上硅产品转向绝缘体上压电、SiC 和 GaN 产品。
Barnabé 表示：“我们围绕 GaN 的产品将越来越多地渗透到市场，特别是 SmartGaN 解决方案，这将反映我们在 SmartSiC 方面所做的事情，但针对 GaN，并推出新的应用来满足市场需求。”
Barnabé 表示，SmartGaN 产品将在未来几年内开发出来。“对于 SmartSiC，Leti 的试点装置使我们能够显着缩短了解市场运作方式所需的交付时间。我们将受益于 SmartGaN 的这些成果，它由一层薄薄的高质量 GaN 组成，我们将其粘合到硅或非硅处理晶圆上，以满足 1,200 V 以上和极高射频的电力电子市场的需求”。
为了解释SmartGaN的加速阶段（预计会比SmartSiC更快），Menon指出，Soitec的工业基础设施包括位于比利时的GaN外延中心。SiC 的情况并非如此。“我们没有单晶硅来源，”他说。“这就是 GaN 外延技术和 SmartCut 技术之间的协同作用，该技术在公司中众所周知，并且我们知道如何实现产业化。所有这些因素都将有助于加快进程。”
当被问及是否计划建设 SmartGaN 工厂时，Barnabé 回答说：“我们拭目以待。”
SiC 和 GaN 有着光明的前景，但金刚石很可能被证明是高功率电子应用的终极宽带隙半导体材料。Soitec 表示，它已经制定了中长期路线图。“这是非常先进的研究，”Sabonnadière 告诉 EE Times Europe。“SmartGaN 是下一步，而之后的举措就是钻石级举措。”
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