A Resonac Holdings desenvolveu no Japão um substrato monocristalino de carbeto de silício (SiC) de 300 mm, o primeiro desse tipo produzido pela empresa. A placa pode gerar quatro vezes mais chips que os substratos de 150 mm usados atualmente.
Se o formato maior se tornar padrão, a tecnologia poderá aumentar a eficiência energética dos semicondutores de potência e reduzir os custos de produção em massa. A Resonac, porém, ainda avalia a demanda dos clientes antes de decidir se fará investimentos voltados à fabricação em larga escala.
Como funciona a tecnologia
Os substratos são placas cristalinas que servem de base para a produção de semicondutores. No caso do SiC, eles formam o núcleo dos wafers epitaxiais usados por fabricantes de semicondutores de potência.
A empresa produz principalmente substratos de 150 mm e fornece o material para fabricantes de autopeças e para companhias de dispositivos semicondutores, como a Rohm. A Resonac tem a maior participação mundial em vendas externas, à frente da Wolfspeed, dos Estados Unidos.
O aumento da demanda global por data centers elevou as expectativas sobre os wafers de SiC. Eles apresentam melhor eficiência energética e menor perda de energia relacionada ao calor em comparação com os wafers convencionais de silício. A Fuji Keizai estima que o mercado global de wafers de semicondutores de potência triplique até 2035, na comparação com 2025, com os wafers de SiC representando pouco menos de 70% do total.
Apesar de wafers de 300 mm responderem por 70% do mercado de wafers de silício em área, substratos de SiC com esse diâmetro ainda não foram comercializados. O processo de crescimento cristalino exige temperaturas acima de 2 mil graus Celsius, o que aumenta o risco de defeitos. Além disso, os lingotes usados na produção são muito duros e precisam ser cortados e polidos com tecnologia capaz de garantir uniformidade e planicidade.
“Manter uma espessura uniforme nesse tamanho não é fácil”, disse um representante de uma fabricante chinesa de equipamentos semicondutores após visitar o estande da Resonac na ICSCRM 2026, conferência internacional sobre SiC realizada em Yokohama.
Produção e próximos passos
A Resonac foi criada em janeiro de 2023, com a integração da Showa Denko e da Showa Denko Materials, antiga Hitachi Chemical. A Showa Denko entrou no mercado de wafers epitaxiais de SiC em 2009 e ampliou gradualmente os diâmetros, partindo de 76,2 mm, ou três polegadas.
Hiromasa Suo, da unidade de soluções para dispositivos da Resonac, afirmou que a produção de substratos convencionais ajudou a empresa a desenvolver técnicas para diâmetros maiores. Entre elas estão o controle da temperatura durante a recristalização e métodos para reduzir tensões que podem deformar ou rachar as placas.
Empresas dos Estados Unidos e da China também desenvolvem substratos de SiC de 300 mm. A chinesa SICC anunciou o que chamou de primeiro produto desse tamanho na indústria em novembro de 2024. A Wolfspeed produziu um substrato monocristalino em janeiro deste ano. Nenhuma das empresas iniciou a comercialização em larga escala.
A Resonac pretende, por enquanto, ampliar a produção de substratos de 200 mm, que substituem gradualmente os de 150 mm. O CEO Hidehito Takahashi disse que a companhia poderá investir no formato de 300 mm se houver demanda dos clientes e vantagem de pioneirismo.
Entre janeiro e junho de 2026, semicondutores e materiais eletrônicos responderam por mais de 90% do lucro operacional principal da Resonac, de 88,8 bilhões de ienes (US$ 564 milhões). Os materiais de encapsulamento e dissipação de calor estão entre os principais responsáveis pelos resultados da empresa.
