原標(biāo)題：SiC和GaN的生產(chǎn)和成本挑戰(zhàn)快速采用

SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）的生產(chǎn)和成本挑戰(zhàn)主要集中在以下幾個(gè)方面：

1. 生產(chǎn)挑戰(zhàn)

• 生產(chǎn)速度：SiC的生產(chǎn)過程相較于傳統(tǒng)的硅基材料更為緩慢。例如，用于生產(chǎn)SiC的過程需要很長時(shí)間，而硅晶片則是通過Czochralski工藝快速生產(chǎn)，其中數(shù)米長的硅晶錠從1500°C的熔融硅桶中拉出。

• 加工難度：SiC和GaN作為硬而脆的材料，加工難度較大。SiC晶錠滾圓等步驟需要多臺(tái)設(shè)備，且整體加工過程通常需要24-36個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致勞動(dòng)力、設(shè)備占地面積、廢品等成本高昂。

2. 成本挑戰(zhàn)

• 襯底成本：SiC和GaN的襯底成本是其最大的成本貢獻(xiàn)者。以SiC為例，截至2021年9月，100A分立式SiC MOSFET（650V和1200V）的零售價(jià)幾乎是同等性能Si IGBT的3倍。

• 制造成本：雖然GaN晶體管的生產(chǎn)成本已經(jīng)達(dá)到或甚至低于MOSFET的水平，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)還需要很多年。

• 創(chuàng)新技術(shù)：為了降低SiC的生產(chǎn)成本，有企業(yè)已經(jīng)推出創(chuàng)新的設(shè)備。例如，Hardinge的BoulePro設(shè)備可以將SiC晶錠加工的總成本減少近70%，工時(shí)降低90%。

3. 市場挑戰(zhàn)

• 市場接受度：盡管SiC和GaN在減小尺寸、熱量和功耗方面具有優(yōu)勢(shì)，但要成為市場主流還需要時(shí)間。目前，硅MOSFET在許多傳統(tǒng)應(yīng)用中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。

• 市場競爭：SiC和GaN正在與傳統(tǒng)硅基技術(shù)競爭市場份額。盡管SiC和GaN的發(fā)展速度很快，但硅基技術(shù)由于其成熟性和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來十年內(nèi)仍將占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。

4. 技術(shù)進(jìn)步

• 工藝創(chuàng)新：針對(duì)SiC和GaN的生產(chǎn)和加工，已經(jīng)出現(xiàn)了多種創(chuàng)新技術(shù)。例如，激光技術(shù)被用于GaN襯底的切割，以減少浪費(fèi)和提高生產(chǎn)效率。

• 成本降低：隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)量的增加，SiC和GaN的成本有望在未來進(jìn)一步降低。例如，到2030年，SiC MOSFET的成本預(yù)計(jì)將是現(xiàn)在的一半。

綜上所述，SiC和GaN的生產(chǎn)和成本挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在生產(chǎn)速度、加工難度、襯底成本、制造成本以及市場接受度等方面。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場的逐步接受，這些挑戰(zhàn)有望在未來得到解決。