投資50億美元，Wolfspeed建造世界上最大的碳化硅晶圓廠
2022-09-16 12:54:53 EETOP編譯自electronicdesign
該公司正努力跟上對基于SiC 的功率 MOSFET 和其他芯片的需求增長，這主要是由于缺乏原材料和可將其加工成芯片的設施的產能。
Wolfspeed 總裁兼首席執行官Gregg Lowe 說：“對我們產品的需求繼續快速增長，而行業繼續受到供應限制。擴大我們的材料生產將進一步提高我們的市場領導地位，并使我們能夠更好地滿足客戶不斷增長的需求。”
Wolfspeed表示，第一階段的建設將于2024 年完成，耗資約 20 億美元。Wolfspeed 將在預計于 2030 年完成的第二階段中根據需要增加更多容量。
新設施最終可能在 450 英畝的場地上占地超過 100 萬平方英尺，到2030 年創造 1,800 個工作崗位。據 Wolfspeed 稱，其在該場地的投資可能高達 50 億美元。
除了電動汽車，基于 SiC 的功率器件也被視為用于太陽能電池板、快速充電站、高壓工業電機驅動器和鐵路基礎設施的光伏(PV) 逆變器的關鍵組成部分。
SiC在電力電子領域的潛力很大程度上歸功于材料本身。
SiC 是一種寬帶隙半導體，這一特性使其能夠承受比硅MOSFET 更高的擊穿電壓（數千伏或大約10 倍于標準硅芯片所能承受的電壓）和更高的溫度（在某些情況下超過500°C），而硅MOSFET和IGBT已經主導了幾十年。
基于 SiC 的功率 MOSFET 是更高電壓下 IGBT 的替代品，因為它們降低了開關的開通和關斷損耗。與硅芯片相比，這有助于其卓越的能效。
SiC在高壓水平下提供更好的導通電阻(R DS(on) )，從而降低功率損耗和更高的電流密度，并在調節和將功率從一個電平轉換到另一個電平時產生更少的熱量。
開關速度也比他們正在取代的硅MOSFET 和 IGBT 更快。這一特點使你可以用更小的變換器和其他外圍被動元件來包。再加上其更好的能源效率，它們可以幫助減輕電源的重量和體積。
憑借高效處理高壓和耐受高溫的能力，隨著越來越多的電動汽車上路，碳化硅正在取得進展。特斯拉率先在量產汽車中使用SiC 芯片。現在，其他主要汽車制造商也紛紛效仿。
今年年初，Wolfspeed 敲定了一項協議，為美國汽車巨頭通用汽車提供 SiC 器件，這些器件將控制未來電動汽車模型中的集成電力電子設備。
每輛電動汽車都包含幾個主要的動力構建模塊。但許多人希望在逆變器中使用SiC，將電池中的直流電轉換為交流電，以推動電動機轉動車輪，即使是很小的能效提升也會帶來巨大的收益。
反過來，它減少了電力電子設備的功率損耗，從而擴大了電動汽車的范圍。作為替代方案，汽車公司可以在不犧牲續航里程的情況下使用更小、更便宜的電池制造電動汽車。
這些芯片也被用于電動汽車的車載充電器(OBC)。它們的省電能力轉化為更快的充電速度。
該化合物圍繞所謂的“種子”凝聚，形成一個圓柱形的SiC 單晶棒——稱為晶錠。然后將錠切成圓盤，拋光成鏡面光滑，以去除盡可能多的不規則和雜質。這遠非一個簡單的過程：碳化硅的硬度和脆性意味著在不破壞的基礎上更難以拋光晶圓表面。
該公司自詡為全球最大的SiC 供應商，約占全球產量的60%。Wolfspeed 聲稱，此次擴建將使其原材料生產能力提高十倍。
這些晶圓將用于供應 Wolfspeed 最近在紐約州北部建成的晶圓廠，該晶圓廠于今年年初開業，是世界上第一個能夠推出200 毫米晶圓的 SiC 器件的工廠。Mohawk Valley 工廠的 SiC 器件預計將在今年年底前開始向客戶發貨。
該工廠生產的晶圓可能主要用于滿足Wolfspeed 的內部制造需求。但該公司還與意法半導體等外部合作伙伴簽訂了供應協議。
該公告發布之際，美國準備根據最近通過的CHIPS 和科學法案發放數百億美元的補貼、贈款和其他激勵措施。
根據該法案，Wolfspeed 將在大約 390 億美元的制造業相關補貼中分得一杯羹，并為新的美國晶圓廠提供25% 的投資稅收抵免，該法案也稱為CHIPS+ 法案。它希望申請并獲得該法案可能提供的資金，以加快工廠的建設和擴建。
雖然它從美國獲得多少援助還有待觀察，但Wolfspeed 在北卡羅來納州建立的計劃可能歸結為非聯邦激勵措施。為了支持設施第一階段的開發，Wolfspeed表示，它從州、縣和地方政府那里獲得了 10 億美元的獎勵。
