電気自動車、再生可能エネルギーシステム、次世代通信技術の急速な台頭により、炭化ケイ素（SiC）基板産業は加速的な拡大期に入りました。ワイドバンドギャップ半導体の主要材料であるSiCは、従来のシリコンの限界を超える高温、高電圧、高周波デバイス性能を実現します。生産能力が拡大するにつれて、市場はより幅広い採用、低コスト化、継続的な技術向上へと向かっています。
炭化ケイ素（SiC）は、シリコンと炭素からなる合成化合物です。非常に高い融点（約2700℃）、ダイヤモンドに次ぐ硬度、高い熱伝導率、広いバンドギャップ、高い絶縁破壊電界、高速の電子飽和ドリフト速度を特徴としています。これらの特性により、SiCはパワーエレクトロニクスおよびRFアプリケーションにとって最も重要な材料の一つとなっています。
SiC基板は、電気抵抗率によって分類されます。
半絶縁性基板（≥10⁵ Ω・cm）は、5G通信、レーダー、高周波電子機器におけるGaN-on-SiC RFデバイスに使用されます。
導電性基板（15–30 mΩ・cm）は、EV、再生可能エネルギー、産業用モジュール、鉄道輸送用のパワーデバイスにおけるSiCエピタキシャルウェーハに使用されます。
SiCバリューチェーンは、原料合成、結晶成長、インゴット加工、ウェーハスライス、研削、研磨、エピタキシャル成長、デバイス製造、およびダウンストリームアプリケーションで構成されています。これらのステップの中で、基板製造は最も高い技術的障壁とコスト貢献があり、総デバイスコストの約46％を占めています。
半絶縁性基板は高周波RFアプリケーションをサポートし、導電性基板は高出力および高電圧デバイス市場に対応します。
SiC基板の製造には、欠陥、純度、均一性を制御するために、数十の高度なステップが必要です。
高純度のシリコンと炭素粉末を混合し、2000℃以上の温度で反応させて、制御された結晶相と不純物レベルを持つSiC粉末を生成します。
結晶成長は、基板品質に影響を与える最も重要なステップです。主な方法には以下があります。
PVT（物理的気相輸送）： SiC粉末が昇華し、種結晶上で再結晶化する主流の工業的方法です。
HTCVD（高温CVD）： より高い純度と低い欠陥レベルを可能にしますが、より複雑な設備が必要です。
LPE（液相エピタキシー）： 低欠陥の結晶を生成できますが、コストが高く、スケールアップがより複雑です。
成長した結晶は、配向され、成形され、標準化されたインゴットに研削されます。
ダイヤモンドワイヤーソーでインゴットをウェーハに切断し、ワープ、ボウ、TTV検査を行います。
機械的および化学的プロセスにより、表面が薄くなり、損傷が除去され、ナノメートルレベルの平坦性が実現されます。
超クリーンな手順により、粒子、金属イオン、有機汚染物質が除去され、最終的なSiC基板が生成されます。
業界調査によると、2022年の世界のSiC基板市場は約7億5400万米ドルに達し、前年比27.8％の成長を示しました。市場は2025年までに16億米ドルに達すると予想されています。
導電性基板は、EVと再生可能エネルギーによって牽引され、需要の約68％を占めています。半絶縁性基板は、5Gおよび高周波アプリケーションによって牽引され、約32％を占めています。
この業界は、長い研究開発サイクル、結晶欠陥制御、高度な設備要件など、高い技術的ハードルがあります。現在のところ、グローバルサプライヤーが導電性基板で強い地位を占めていますが、国内メーカーは結晶成長品質、欠陥密度制御、大口径化能力を急速に向上させています。コスト競争力は、歩留まりの向上と生産規模にますます依存するようになります。
デバイスあたりのコストを削減し、出力を向上させるには、大口径ウェーハへの移行が不可欠です。
半絶縁性基板は4インチから6インチに移行しています。
導電性基板は6インチから8インチに移行しています。
高歩留まりのデバイス製造を実現するには、マイクロパイプ、基底面転位、積層欠陥を減らすことが重要です。
より多くのメーカーが工業規模の生産に達するにつれて、コスト上の利点と供給の安定性がSiCデバイスの世界的な採用を加速させるでしょう。
電気自動車、急速充電インフラ、太陽光発電、エネルギー貯蔵システム、産業用パワーモジュール、および高度な通信システムから強い成長の勢いが生まれています。
炭化ケイ素基板産業は、アプリケーションの拡大、急速な技術進歩、生産規模の拡大を特徴とする成長の戦略的ウィンドウに入っています。ウェーハサイズが大きくなり、結晶品質が向上するにつれて、SiCは世界的な電化と電力変換システムにおいてますます重要な役割を果たすでしょう。欠陥制御、歩留まり最適化、大口径技術をリードするメーカーは、市場の次の段階の機会を掴むでしょう。
電気自動車、再生可能エネルギーシステム、次世代通信技術の急速な台頭により、炭化ケイ素（SiC）基板産業は加速的な拡大期に入りました。ワイドバンドギャップ半導体の主要材料であるSiCは、従来のシリコンの限界を超える高温、高電圧、高周波デバイス性能を実現します。生産能力が拡大するにつれて、市場はより幅広い採用、低コスト化、継続的な技術向上へと向かっています。
炭化ケイ素（SiC）は、シリコンと炭素からなる合成化合物です。非常に高い融点（約2700℃）、ダイヤモンドに次ぐ硬度、高い熱伝導率、広いバンドギャップ、高い絶縁破壊電界、高速の電子飽和ドリフト速度を特徴としています。これらの特性により、SiCはパワーエレクトロニクスおよびRFアプリケーションにとって最も重要な材料の一つとなっています。
SiC基板は、電気抵抗率によって分類されます。
半絶縁性基板（≥10⁵ Ω・cm）は、5G通信、レーダー、高周波電子機器におけるGaN-on-SiC RFデバイスに使用されます。
導電性基板（15–30 mΩ・cm）は、EV、再生可能エネルギー、産業用モジュール、鉄道輸送用のパワーデバイスにおけるSiCエピタキシャルウェーハに使用されます。
SiCバリューチェーンは、原料合成、結晶成長、インゴット加工、ウェーハスライス、研削、研磨、エピタキシャル成長、デバイス製造、およびダウンストリームアプリケーションで構成されています。これらのステップの中で、基板製造は最も高い技術的障壁とコスト貢献があり、総デバイスコストの約46％を占めています。
半絶縁性基板は高周波RFアプリケーションをサポートし、導電性基板は高出力および高電圧デバイス市場に対応します。
SiC基板の製造には、欠陥、純度、均一性を制御するために、数十の高度なステップが必要です。
高純度のシリコンと炭素粉末を混合し、2000℃以上の温度で反応させて、制御された結晶相と不純物レベルを持つSiC粉末を生成します。
結晶成長は、基板品質に影響を与える最も重要なステップです。主な方法には以下があります。
PVT（物理的気相輸送）： SiC粉末が昇華し、種結晶上で再結晶化する主流の工業的方法です。
HTCVD（高温CVD）： より高い純度と低い欠陥レベルを可能にしますが、より複雑な設備が必要です。
LPE（液相エピタキシー）： 低欠陥の結晶を生成できますが、コストが高く、スケールアップがより複雑です。
成長した結晶は、配向され、成形され、標準化されたインゴットに研削されます。
ダイヤモンドワイヤーソーでインゴットをウェーハに切断し、ワープ、ボウ、TTV検査を行います。
機械的および化学的プロセスにより、表面が薄くなり、損傷が除去され、ナノメートルレベルの平坦性が実現されます。
超クリーンな手順により、粒子、金属イオン、有機汚染物質が除去され、最終的なSiC基板が生成されます。
業界調査によると、2022年の世界のSiC基板市場は約7億5400万米ドルに達し、前年比27.8％の成長を示しました。市場は2025年までに16億米ドルに達すると予想されています。
導電性基板は、EVと再生可能エネルギーによって牽引され、需要の約68％を占めています。半絶縁性基板は、5Gおよび高周波アプリケーションによって牽引され、約32％を占めています。
この業界は、長い研究開発サイクル、結晶欠陥制御、高度な設備要件など、高い技術的ハードルがあります。現在のところ、グローバルサプライヤーが導電性基板で強い地位を占めていますが、国内メーカーは結晶成長品質、欠陥密度制御、大口径化能力を急速に向上させています。コスト競争力は、歩留まりの向上と生産規模にますます依存するようになります。
デバイスあたりのコストを削減し、出力を向上させるには、大口径ウェーハへの移行が不可欠です。
半絶縁性基板は4インチから6インチに移行しています。
導電性基板は6インチから8インチに移行しています。
高歩留まりのデバイス製造を実現するには、マイクロパイプ、基底面転位、積層欠陥を減らすことが重要です。
より多くのメーカーが工業規模の生産に達するにつれて、コスト上の利点と供給の安定性がSiCデバイスの世界的な採用を加速させるでしょう。
電気自動車、急速充電インフラ、太陽光発電、エネルギー貯蔵システム、産業用パワーモジュール、および高度な通信システムから強い成長の勢いが生まれています。
炭化ケイ素基板産業は、アプリケーションの拡大、急速な技術進歩、生産規模の拡大を特徴とする成長の戦略的ウィンドウに入っています。ウェーハサイズが大きくなり、結晶品質が向上するにつれて、SiCは世界的な電化と電力変換システムにおいてますます重要な役割を果たすでしょう。欠陥制御、歩留まり最適化、大口径技術をリードするメーカーは、市場の次の段階の機会を掴むでしょう。
