1.3、碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈詳概況

近年來(lái)，以碳化硅晶片作為襯底材料的技術(shù)逐漸成熟并開始規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。SiC 生產(chǎn)過(guò)程主要包括碳化 硅單晶生長(zhǎng)、外延層生長(zhǎng)及器件制造三大步驟，對(duì)應(yīng)的是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈襯底、外延、器件三大環(huán)節(jié)。

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1.3.1 襯底

襯底是所有半導(dǎo)體芯片的底層材料，主要起到物理支撐、導(dǎo)熱及導(dǎo)電作用，碳化硅襯底主要包括導(dǎo)電型和 半絕緣型兩類，二者在外延層及下游應(yīng)用場(chǎng)景不同。

當(dāng)前碳化硅襯底以 4、6 英寸為主，天科合達(dá)公司已成功研發(fā) 8 英寸產(chǎn)品。在半絕緣型碳化硅市場(chǎng)，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為 4 英寸；在導(dǎo)電型碳化硅市場(chǎng)，目前主流的襯底產(chǎn)品規(guī)格為 6 英寸。碳化硅襯底的尺寸（按 直徑計(jì)算）主要有 2 英寸（50mm）、3 英寸（75mm）、4 英寸（100mm）、6 英寸（150mm）、8 英寸（200mm） 等規(guī)格。碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)公司主要量產(chǎn)襯底尺寸集中在 4 英寸及 6 英寸。

碳化硅晶體生長(zhǎng)是碳化硅襯底制備的關(guān)鍵技術(shù)，目前行業(yè)采用主流的方法為物理氣相傳輸法（PVT）。碳化硅襯底行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，是材料、熱動(dòng)力學(xué)、半導(dǎo)體物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真模擬、機(jī)械等交叉學(xué)科應(yīng)用，其制作過(guò)程首先是使晶體生長(zhǎng)形成碳化硅晶錠，將其加工和切割形成碳化硅晶片后通過(guò)對(duì)晶片進(jìn)行研 磨、拋光和清洗最終形成碳化硅襯底。碳化硅晶體生長(zhǎng)是碳化硅襯底制備的關(guān)鍵點(diǎn)，SiC 單晶主要有物理氣相 傳輸法（PVT）、頂部籽晶溶液生長(zhǎng)法（TSSG）、高溫化學(xué)氣相沉積法（HTCVD）三種方法。

1.3.2 外延

外延層是在晶片的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)外延工藝生長(zhǎng)出特定單晶薄膜，襯底晶片和外延薄膜合稱外延片。其中， 在導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長(zhǎng)碳化硅外延層制得碳化硅同質(zhì)外延片，可進(jìn)一步制成肖特基二極管、MOSFET、 IGBT 等功率器件，應(yīng)用于新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域；在半絕緣型碳化 硅襯底上生長(zhǎng)氮化鎵外延層制得碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）異質(zhì)外延片，可進(jìn)一步制成 HEMT 等微波射 頻器件，應(yīng)用于 5G 通訊、雷達(dá)等領(lǐng)域。在全球市場(chǎng)中，外延片企業(yè)主要有 II-VI、Norstel、WolfSpeed、羅姆 等 IDM 公司。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)瀚天天成、東莞天域、基本半導(dǎo)體已能提供 4 寸及 6 寸 SiC 外延片。

1.3.3 碳化硅功率器件

碳化硅功率器件主要包含 SiC 功率二極管、SiC MOSFET 器件和碳化硅絕緣柵雙極晶體管（SiC BJT/SiC IGBT）等 SiC 晶體管兩大類。SiC 從上個(gè)世紀(jì) 70 年代開始研發(fā)，2001 年 SiC-SBD 開始商用，2010 年 SiCMOSFET 開始商用，而 SiC-IGBT 的商用仍存在挑戰(zhàn)。隨著 6 英寸 SiC 單晶襯底和外延晶片的缺陷降低和質(zhì)量提高，使得 SiC 器件制備能夠在目前現(xiàn)有 6 英寸 Si 基功率器件生長(zhǎng)線上進(jìn)行，這將進(jìn)一步降低 SiC 材料和器件成本，推進(jìn) SiC 器件和模塊的普及。

華菱咨詢成立于2001年，是長(zhǎng)三角，珠三角、京津冀和西南地區(qū)具有影響力的咨詢機(jī)構(gòu)。專注于標(biāo)準(zhǔn)體系咨詢、產(chǎn)品認(rèn)證咨詢、企業(yè)管理項(xiàng)目咨詢以及相關(guān)教育訓(xùn)練的顧問(wèn)公司。公司已在北京、上海、深圳、杭州、、江西、西安設(shè)立了分支機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為江蘇省咨詢協(xié)會(huì)理事單位、蘇州工商聯(lián)咨詢協(xié)會(huì)理事單位、北京企業(yè)管理咨詢協(xié)會(huì)會(huì)員單位、上海認(rèn)證協(xié)會(huì)會(huì)員單位、上海咨詢協(xié)會(huì)會(huì)員單位、廣東省咨詢協(xié)會(huì)會(huì)員單位；同時(shí)也被評(píng)為江蘇省和廣東省優(yōu)秀管理咨詢機(jī)構(gòu)。