Clas Sic Wafer Fab

Clas Sic Wafer Fab är världens första öppna gjuteri som uteslutande är dedikerat till produktion av krafthalvledare i kiselkarbid. Detta banbrytande öppna gjuteri etablerades i juni 2017 och erbjuder snabb processutveckling och snabb time-to-market med kapacitet som sträcker sig från komponentutveckling, provtagning och produktion av medelstora volymer upp till wafers med en diameter på 150 mm.

På grund av den begränsade ytan vände sig tillverkningsteamet till T-SQUARED för att få fullständig expertis inom design och konstruktion som skulle säkerställa att de kunde skapa en robust design som maximerade investeringsvärdet.

Grundades 2017

På Class Sic tilldelas medarbetarna aktier så snart företaget når betydande marknadsframgångar, vilket ger alla en känsla av ägande och motivation att se till att företaget överlever. Medarbetarnas ägande uppmuntrar också till att dela med sig av innovativa idéer mellan kollegorna och samtidigt producera produkter av högsta möjliga kvalitet.

Sedan starten har Clas SiC snabbt vuxit till ett av de ledande företagen i världen inom tillverkning av kiselkarbidskivor (SiC). I takt med denna imponerande framgång har ambitiösa expansionsplaner tillkommit, både vad gäller kapacitet och teknikportfölj.

Power SiC-enheter är mycket efterfrågade globalt på grund av de internationella ansträngningarna för att uppnå en energianvändning på noll och elektrifiera transportsektorn, och Power SiC-enheter spelar en avgörande roll i högeffektiva applikationer för effektomvandling som dessa.

Yoles senaste rapport visar att användningen av SiC-strömförsörjningsenheter ökar snabbt i år, men leveranskedjan måste vara förberedd för denna ökning - särskilt på epiwafernivå, där många aktörer har kämpat för att öka produktionskapaciteten.

Huvudkontor i Lochgelly, Skottland

Clas SiC WaferFab är Storbritanniens enda kompletta gjuteri för kiselkarbid (SiC)-wafers och erbjuder kunderna tillgång till hela deras behov av utveckling och produktion av kiselkarbid (SiC)-wafers med omfattande tjänster som inkluderar design, provtillverkning och produktion av medelstora volymer på 150 mm wafers. Kunderna kan påskynda forskning och utveckling (FoU) av processer, snabb marknadsintroduktion av de enheter de designar samt stödpaket för enheter inklusive tillverkningsprover.

Företagets huvudkontor ligger i Lochgelly, Fife, och erbjuder ingenjörstalanger och kvalificerad arbetskraft i världsklass samt överlägsna anläggningar för halvledarproduktion.

Jen Walls, VD för Clas SiC, har en omfattande bakgrund inom halvledare med brett bandgap. Hon började sin karriär på Raytheon inom deras försvarsdivision där hon snabbt avancerade. Jen har dock alltid önskat att deras division för kiselkarbid (SiC) skulle bli en självständig enhet.

Från lanseringen med $50 miljoner i finansiering från privata investerare 2017 fram till idag har Clas Sic sett en snabb tillväxt i kundernas efterfrågan till följd av den globala strävan mot nollutsläpp och elektrifiering av transporter. Som en följd av detta har bolaget utökat både sin kapacitet och sin teknikportfölj genom att addera SiC-dioder och MOSFETs med högre spänning, tillsammans med toppmoderna anläggningar och verktyg som är särskilt avsedda för SiC-teknik.

Tillverkning av 150 mm halvledarwafers

UnitedSiC föreslår att alla företag som är intresserade av att tillverka kraftutrustning av SiC behöver en anläggning som kan bearbeta mellan 10 000 och 30 000 wafers per månad för bearbetningsändamål, eftersom kostnaden för SiC kan öka priset på kraftproducerande kretsar som använder det.

SiC-halvledare omvandlar batterikraft till vridmoment för ökad prestanda och räckvidd, vilket leder till ökad räckvidd och prestanda för fordon. Deras överlägsna energieffektivitet och tillförlitlighet jämfört med kiselbaserade enheter gör dem till mycket eftertraktade enheter.

Tillverkare som vill producera SiC-chip för kraftförsörjning måste först skaffa sig högkvalitativa SiC-substrat innan de påbörjar bearbetningsstegen för att montera ihop sin enhet - dopning är ett sådant viktigt steg, där man tillför föroreningar till SiC för att ändra dess elektriska egenskaper och minska resistiviteten.

Dopämnen måste placeras med precision och med minimal skada på kristallgitteret under denna process, vilket inte är någon enkel uppgift med tanke på substratmaterialets hårdhet och densitet. För att underlätta denna uppgift har Applied Materials utvecklat sitt VIISta 900 3D hot ion implant-system som möjliggör tillverkning av högkvalitativa SiC-substrat.

Det nya verktyget syftar till att förbättra utbytet och energieffektiviteten genom att skapa en mer enhetlig och kompakt SiC-struktur samt genom att eliminera defekter eller hålrum som försämrar prestandan. Verktygen i CS200-plattformen ger dessutom lägre ägandekostnader än konventionell CMP-utrustning som används för kisel eller sammansatta halvledare.

Partnerskap med kunder

Krafthalvledare av kiselkarbid (SiC) har blivit alltmer populära på grund av sin överlägsna prestanda och lägre kostnader jämfört med krafthalvledare av kisel. I takt med att efterfrågan på SiC ökar måste chiptillverkarna säkerställa tillräcklig tillgång på wafers - vissa har byggt egna tillverkningsanläggningar medan andra samarbetar med gjuterier som kan leverera de wafers de behöver; men nu växer en modell fram som gör det möjligt även för företag utan gjuterier att komma in på marknaden.

En IDM kan tycka att en gjuterimodell är användbar när man går in på SiC-marknaden för första gången, men för etablerade IDM är detta inte idealiskt eftersom deras verksamhet och design måste ske under samma tak - vilket eliminerar inblandning av tredje part så mycket som möjligt.

Clas Sic Wafer Fab gör det möjligt för företaget att förse kunderna med högkvalitativa produkter till en mer rimlig kostnad, tack vare ett erfaret tillverkningsteam som arbetar med ständiga förbättringar. De har ett nära samarbete med leverantörer för att utveckla nya tekniker och produktionsprocesser, och de har också ett nära samarbete för att utveckla dem själva.

ST:s Clas SiC Wafer Fab kommer att göra det möjligt för dem att producera STPOWER SiC-produkter i stora volymer på ett mer kostnadseffektivt sätt och i större volymer, enligt kundåtaganden som uppskattas till 5 miljarder euro inom fordons- och industriapplikationer. Anläggningen förväntas tas i drift 2024 och blir då en av världens största 200 mm SiC power Fabs.