以外延环节为例,在去年头部企业瀚天天成就已对外宣布公司实现8英寸外延技术的突破,已具备量产能力。东莞天域也在去年发布了8英寸的样片,宣布2025年首条8英寸外延产线投产。
Question 1:
据InSemi数据,国内碳化硅外延产能增长迅速,您觉得在如此大背景下,国产碳化硅外延设备应该如何抓住这波机遇?
Question 2:
国内碳化硅外延设备当前处于怎样的竞争格局?
第二,国内的碳化硅外延设备主要以水平式技术路线为主,垂直气流设备目前只有芯三代一家能做出来。从技术难易程度来说,水平设备相对容易。因此,技术因素造就了一种竞争态势,即十几家国产设备企业中,能够形成批量销售的大概只有6家,其中5家是做水平式。
第三,垂直设备优势多、潜力大。比如维护周期长,缺陷率低等。市场已经发展到8英寸阶段,垂直设备外延生长浓度稳定性高,工程师干预少,容易实现自动化,物理机理决定了垂直式气流做多片机成功的几率更大。从未来的竞争态势来说垂直式更有优势。
未来,垂直式外延设备一定会占据更大的市场份额。
Question 3:
如今6英寸碳化硅设备市场趋于饱和,8英寸碳化硅设备如何快速迭代赢得市场?在大范围爆发前,制造厂采购8英寸设备的障碍是什么
第二,已有适配6英寸工艺、设备的产线和工艺如何调整迭代以适应8英寸,需要大量时间进行调整。同时,因为前段时间下游产能需求大,6英寸不断扩张,如果下游芯片制造厂直接切入8英寸,那之前6英寸设备可能会成为外延厂的营运负担。
其实,国内衬底和外延环节的产能和产出都占据了全球50%的份额,但晶圆、芯片制造环节产能产出只有5%,意味着,我们外延厂销售很大程度依赖出口,容易受制于人,国外芯片制造厂商完全接受国产外延设备还需要时间。
第三,则是国际科技战和贸易战,国际环境将会是一个比较大的障碍,阻碍高性价比的国产8吋设备卖到海外市场。
总的来说,目前国内外延设备厂商,在8英寸设备的销售上,还有很多需要客服的困难,很多需要继续完善的地方。
Question 4:
未来碳化硅外延设备市场是否会出现并购事件,从而诞生国产龙头。脱颖而出的企业应该具备怎样的潜质?
同样参考光伏和LED产业发展,企业选择正确的技术路线非常重要。技术路线选对了,未来在产业链就会有一席之地,否则就有可能被淘汰。
其实在过去几年,欧美的碳化硅外延设备公司已经出现了一些并购事件,如爱思强、维易科(Veeco)都收购了一些体量小的设备公司。国内未来也一定会出现并购和洗牌。我认为,前瞻性的选择好技术路线是基础,在此基础上,如果企业有非常强的研发能力、营运能力、资金储备,就可以迅速占领市场,并把技术优势转化为市场优势,就有机会脱颖而出。
Question 5:
碳化硅市场竞争日趋激烈,产业链追求降本增效。芯三代的产品如何在技术上满足客户需求?是否可以用一些数字来阐述公司产品如何协助客户实现降本增效?
设备企业想要支持外延客户获得发展和成功,就一定需要从材料端、设备端出发,实现降本增效,为碳化硅产业提供更大的价值。对于我们芯三代来说,我们强调COO成本,即单片外延加工成本。目前,我们COO的成本,相比市场上其他水平设备,至少有20%-30%的优势,与进口设备相比,优势就更大了。
此外,降本增效对于设备企业来说,研发周期和速度也密切相关。越早越快研发出来,就可以越早占领市场,使得成本更具优势。芯三代是一个年轻的公司,我们的发展经过了一个“1、2、3”的阶段,“1”代表用一年时间开发第一代产品;“2”代表第二年已经形成批量销售;“3”代表我们第三年开发出8英寸的新产品。这样一个速度奇迹,在很大程度上,分摊了我们的成本。
当然,在碳化硅外延环节中,像石墨件这样的耗材成本占比是很高的。在降低耗材成本上,我们也有很多的考虑,比如使用全国产的石墨件耗材,再比如同类型的设备,我们可以大幅度减少石墨件的使用数量。相较于国外垂直式设备,我们一台设备可以减少约70个石墨件。
不仅如此,我们还跟石墨件的供应商一起做优化,在减少数量的同时,提升使用寿命。如此,客户端的使用成本,就可以大大降低。
Question 6:
是否可以从技术层面阐述公司垂直机台的工作方式?技术难点和技术优势分别是什么?客户的使用反馈如何?
与之对应,水平式设备的气体沿着和衬底片水平的方向进入腔体,在衬底表面高温反应生成碳化硅薄膜。
垂直式的设备最大的技术难点是如何在高速旋转之下,控制好温度场和气流场,实现温度和反应气体在衬底表面的均匀性。垂直式的过程优势,是可以实现各路气体和碳硅比以及加热的分区控制,相应的提供了实现均匀性的很好的基础。当然,背后的技术难点很多很大。
比如,因为垂直式有高速旋转,如何避免飞片/飞盘是一个很难客服的技术难点。有的客户来我们公司考察设备,往往会问我们“会不会飞片?”我们芯三代也是花了一两个月时间专项攻关,最终完美解决了这个问题。我们采用石墨电阻式加热,能够对温度进行很好的控制。在流场的均匀性方面,也摸索出很好很宽的工艺窗口来保证。所以从总体上解决了最大的温场和流场的技术难点。
从结果上表现出来的技术优势则是,垂直式可以确保很低的缺陷率,这背后得益于反应表面与顶板之间约60cm的距离,这距离比水平式(2cm)高很多。
距离短的话,顶板处于接近1600摄氏度的高温下,会产生碳化硅颗粒,这是我们不希望看到的,因为颗粒掉落到外延片表面就会形成缺陷。而垂直式设备,不仅二者距离长,而且在顶板设有水冷,顶板低温导致其基本不会产生颗粒物。我们实验室用了两年的设备,顶板上也是干干净净的,没有杂质。
这些决定了我们设备的低缺陷率的技术优势。
还有一点就是维护周期长。刚刚提到的颗粒物积累到一定程度,就需要打开腔体进行清洁。水平式的需要经常打开腔体进行清洗和更换。我们垂直式设备的维护周期大概是水平式的3-4倍,因此产能也会更高。
如今,我们的客户数量在不断提高,客户的重复订单也在不断涌现。这些都从侧面说明了我们设备的优势。
Question 7:
随着8英寸碳化硅外延设备优势不断凸显,公司是否有迅速占领市场并稳定布局的战略?如何与客户深度绑定?在技术服务层面,公司有何差异化?
我们已经进入到了8英寸设备的下一阶段,从无到有的问题解决之后,我们正在协助客户,让整个生产水平向6英寸靠近。我们希望提高效率,降低每个环节的成本,包括零部件耗材成本,比如托盘,我们希望提高性能的同时,提高寿命和稳定性,也提高产能。这些也是我们与国内其他设备厂商的差异化。
在服务层面,我们会多听客户研发部门、生产部门的需求,做到快速反馈,在一两天内启动和进行技术评估和迭代更新。
Question 8:
未来,芯三代的产业发展动力是什么?公司在技术突破上有什么新的规划?
此外,在外延生产环节,我们还要提高稳定性,减少人工干预,实现自动化。如今我们已经跟一些关键客户,做一些关键的工艺革新,敬请期待我们的好消息。
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