SiC功率器件因其優(yōu)異的特性而廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)、特高壓輸電及軌道交通等領(lǐng)域。SiC材料的臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)約比Si材料大10倍，這也就意味著，在給定的摻雜濃度下SiC器件的耐壓水平比Si器件高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，SiC器件以耐高壓、耐高溫、低損耗，滿足高效率、小型化和輕量化要求，SiC器件還具備更優(yōu)良的導(dǎo)熱能力，可有效降低功率器件的散熱要求，在新能源汽車(chē)、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)。隨著SiC功率器件以其優(yōu)異的性能不斷在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)替代Si功率器件，產(chǎn)業(yè)鏈下游對(duì)SiC材料的成本控制提出了更高的要求。8英寸SiC晶圓相比于目前主流的6英寸晶圓，產(chǎn)量提升80%-90%，而單位面積成本下降超過(guò)30%，因而近年來(lái)SiC產(chǎn)業(yè)界巨頭紛紛轉(zhuǎn)向8英寸襯底開(kāi)發(fā)，以期獲得更高的生產(chǎn)效率和更低的器件成本。

據(jù)Wolfspeed財(cái)報(bào)說(shuō)明，SiC從6英寸升級(jí)為8英寸，晶圓成本是增加的，但從8英寸晶圓中獲得的優(yōu)良裸片數(shù)量可增加20%～30%，產(chǎn)量更高。隨后，SiC領(lǐng)域的另兩大巨頭——高意（Ⅱ-VI）與羅姆（Rohm）也于同年展示了自己生產(chǎn)的8英寸襯底。

2021年10月，在經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)四年的徹底轉(zhuǎn)型，包括剝離掉原先占比三分之二的LED業(yè)務(wù)，并重新定位公司的總體核心戰(zhàn)略后，Cree正式更名為Wolfspeed。公司CEO Gregg Lowe表示，“這標(biāo)志著Wolfspeed已經(jīng)成為一家純粹且強(qiáng)大的全球性半導(dǎo)體企業(yè)”。他還指出，“下一代的功率半導(dǎo)體將由SiC技術(shù)推動(dòng)。而作為這一技術(shù)的先鋒引領(lǐng)者，我們對(duì)于未來(lái)的前景激動(dòng)不已?！?

作為行業(yè)領(lǐng)頭羊，Wolfspeed于今年4月25日宣布，其位于美國(guó)紐約州莫霍克谷的8英寸SiC晶圓制造工廠正式啟用。莫霍克谷晶圓廠是全球第一個(gè)、也是最大的8英寸碳化硅晶圓廠。5月發(fā)布第三季度財(cái)報(bào)時(shí)CEO Gregg Lowe表示，莫霍克谷8英寸晶圓廠已開(kāi)始。今年5月23日, 昭和電工（Showa Denko）提出的“8英寸SiC晶圓技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃”被日本新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織(NEDO)選定為“綠色創(chuàng)新基金項(xiàng)目”，在該項(xiàng)目的九年實(shí)施期間，昭和電工旨在與日本國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所（AIST）合作開(kāi)發(fā)技術(shù)以加快SiC單晶的生長(zhǎng)速率。

僅僅隔了不到4個(gè)月時(shí)間，昭和電工于9月7日宣布首批8英寸碳化硅外延片樣品開(kāi)始出貨。據(jù)稱(chēng)，昭和電工自去年開(kāi)始全面研發(fā)8英寸碳化硅晶圓，該外延片使用自產(chǎn)碳化硅單晶襯底制備而成。昭和電工方面表示，將圍繞2030年實(shí)現(xiàn)碳化硅襯底、外延片缺陷密度降低一個(gè)數(shù)量級(jí)的目標(biāo)，持續(xù)推動(dòng)技術(shù)研發(fā)。

作為最早一批展示8英寸SiC襯底的廠商之一，羅姆的8英寸化進(jìn)程也是不甘落后。2021年羅姆曾表示，計(jì)劃于2025年量產(chǎn)8英寸SiC晶圓。而最新消息顯示，這一計(jì)劃將有望提前兩年，今年8月份羅姆子公司SiCrystal的首席執(zhí)行官Robert Eckstein在接受記者采訪時(shí)表示，目前8英寸晶圓的產(chǎn)能還很低，計(jì)劃將于2023年進(jìn)入量產(chǎn)階段。

作為碳化硅器件領(lǐng)域巨頭之一，意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）在2019年收購(gòu)了瑞典SiC襯底及外延片制造商N(yùn)orstel AB，并于2021年6月在其瑞典北雪平工廠中成功制造出8英寸SiC襯底樣品。意法半導(dǎo)體子公司ST Silicon Carbide AB（原Norstel AB）董事Carlo Riva明確表示，北雪平工廠今年年底前會(huì)全部切換為8英寸SiC生產(chǎn)線。另外，雖然起步較晚，但ST表示其8英寸SiC襯底樣品實(shí)現(xiàn)了最低的缺陷密度和最高的量產(chǎn)化能力，并定下了于2024年實(shí)現(xiàn)超過(guò)40%襯底自主供應(yīng)的目標(biāo)。

除了以上幾家公司，國(guó)外SiC材料相關(guān)公司也紛紛向8英寸SiC襯底發(fā)起了沖擊。2022年5月，法國(guó)Soitec在格勒諾布爾的CEA-Leti生產(chǎn)了首款8英寸SmartSiC襯底，并將在法國(guó)伯寧總部投資建設(shè)新工廠，實(shí)現(xiàn)8英寸襯底在2023年的量產(chǎn)。而韓國(guó)Senic則公開(kāi)表示，他們希望能在2023年從現(xiàn)有的6英寸SiC晶圓升級(jí)到8英寸。為此，韓國(guó)ESTech將于今年下半年向Senic提供用于生產(chǎn)8英寸單晶的PVT設(shè)備。此外，日本OXIDE公司于今年2月投資4億日元用于建設(shè)新廠，該廠將專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)超高質(zhì)量的8英寸SiC晶圓。

雖然起步時(shí)間相對(duì)于國(guó)外較晚，國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)也積極進(jìn)行了8英寸SiC單晶生長(zhǎng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。2022年3月，中電科下屬山西爍科晶體成功研制出8英寸SiC晶體，成為國(guó)內(nèi)首家突破相關(guān)技術(shù)的團(tuán)體。中國(guó)科學(xué)院物理研究所緊隨其后，于2022年4月成功研制出了單一4H晶型的8英寸SiC晶體，其晶體直徑達(dá)210mm，晶坯厚度接近19.6mm。此外，還加工出了厚度約2mm的8英寸SiC晶片。2022年8月，晶盛機(jī)電成功研發(fā)出8英寸導(dǎo)電型SiC晶體，此次研發(fā)成功的8英寸SiC晶體，厚度25mm，直徑214mm。2022年9月，山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室攻關(guān)完成了8英寸SiC襯底的制備?？梢哉f(shuō)，國(guó)內(nèi)相關(guān)團(tuán)隊(duì)在短時(shí)間內(nèi)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，讓人為之側(cè)目。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，8英寸SiC取代6英寸是必然趨勢(shì)，但8英寸成為主流尺寸仍需時(shí)日，產(chǎn)能釋放和質(zhì)量提升都需要較長(zhǎng)的周期。未來(lái)十年，6英寸SiC襯底仍將是主流尺寸，但8英寸會(huì)逐步滲透，兩者在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)將會(huì)并存。