《產業分析》高技術門檻 搶進車用化合物半導體大不易(5-3)

順德(2351)指出，新型SiC晶片可用IPM、TPAK方式封裝，以應用於電動車逆變器SiC導線架技術爲例，導線架Copper Clip和SiC晶片連接採用燒結銀連接技術，可實現高可靠、高導電的連接的需求，很多Tier 1的控制器公司和Tier 2功率模組製造商，在汽車模組中均或多或少的採用該燒結銀技術，目前燒結銀技術主要用於對可靠性和散熱高要求的市場，在導線架製作上除了要提供高可靠度的鍍銀品質以符合燒結銀的搭接技術以外，由於燒結銀的膜厚只有20um-50um，不像傳統的錫膏搭接方式可透過錫膏量的調整補正搭接面共平面度不佳造成的搭接問題，燒結銀的搭接技術對於搭加處的共平面度要求公差只有20um，對於這種複雜的折彎成型式技術是一大挑戰。

在成型技術也相當困難，由於電鍍銀是局部鍍銀，相較於全鍍，部分鍍銀技術很難，必須做模具，且放置晶片處用局部銀，一個導線架搭兩個晶片，晶片必須採局部銀，其他導線架必須用鎳鈀金，材料差異對導線架製作是很大的技術挑戰。

在二極體方面，德微(3675)表示，由於SiC晶圓由於長晶速度慢、缺陷率高，晶圓供應遠遠無法滿足需求，取得SiC晶圓是現在進入汽車功率元件市場的入門票，目前SiC的長晶多采用物理氣相輸運法(PVT)，速度慢而且良率低，主要原因是SiC存在200多種晶體結構類型，其中六方結構的4H型(4H-SiC)等少數幾種晶體結構的單晶型SiC纔是所需的半導體材料，需要精確控制矽碳比、生長溫度梯度、晶體生長速率，以及氣流氣壓等參數，否則易產生多晶型夾雜，導致產出晶體不合格。

再者，Full SiC Module目前僅應用於部份高階車種，其餘電動車大多數採取混合型SiC模組，常見的就是以SiC二極體搭配IGBT(Si製程)，且碳化矽功率模組大多以SiC SBD/MOSFET搭配Si IGBT/FRD/Diode進行組合。

SiC的SBD封裝與傳統SiC大不同，德微表示，由於SiC wafer硬度很強，伴隨而來的就是脆，來料Wafer要進行Chip切割時，需要之切割設備與工具就與一般之Si材料不同，大多采用雷射切割機；且一般高電壓/高電流大多采用陶瓷基板，但因SiC屬硬脆材料，在封裝過程中較容易因應力產生翹曲，有些銅基板或陶瓷基板，甚至必需先進行彎曲作業、以達到密合的效果；導線架在銅的純度上跟面積，也要隨着電壓/電流進行改變，同時得選擇高溫封裝材料的低電感等材料。

此外，由於SiC本身耐高溫，因此適合在高電壓產生高溫下使用，但也因爲產生高溫，所以在散熱基板上的選擇也會相對要求較高。(5-3)