業(yè)界首款300mm碳化硅襯底問世

11月13日，國產(chǎn)碳化硅襯底大廠天岳先進在2024德國慕尼黑半導體展覽會（Semicon Europe 2024）上發(fā)布了業(yè)界首款300mm（12英寸）碳化硅襯底產(chǎn)品，標志著其正式邁入超大尺寸碳化硅襯底的新時代。

天岳先進表示，300mm碳化硅襯底材料，能夠進一步擴大單片晶圓上可用于芯片制造的面積，大幅提升合格芯片產(chǎn)量。在同等生產(chǎn)條件下，顯著提升產(chǎn)量，降低單位成本，進一步提升經(jīng)濟效益，為碳化硅材料的更大規(guī)模應用提供可能。

碳化硅襯底現(xiàn)狀：12英寸開始發(fā)芽，8英寸加速滲透

全球碳化硅襯底市場競爭激烈，Wolfspeed、英飛凌、ST、安森美等國際企業(yè)占據(jù)產(chǎn)業(yè)主導地位。從國內(nèi)情況來看，目前，天岳先進掌握行業(yè)最大尺寸12英寸碳化硅襯底的生產(chǎn)技術，并已實現(xiàn)8英寸碳化硅襯底的穩(wěn)定量產(chǎn)。除了天岳先進，還有爍科晶體、同光晶體、天科合達等也具備8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)能力，另外一些其他企業(yè)也在碳化硅襯底領域有所布局和研發(fā)，但可能尚未實現(xiàn)8英寸或更大尺寸襯底的量產(chǎn)。

業(yè)界認為， 8英寸碳化硅襯底將是邊際成本遞減的拐點尺寸，未來8英寸將是碳化硅襯底的主流尺寸，目前8英寸碳化硅僅實現(xiàn)了小批量供貨。根據(jù)TrendForce集邦咨詢研究此前數(shù)據(jù)，8英寸的產(chǎn)品市占率不到2%，并預測2026年市場份額將成長到15%左右。

近期，國內(nèi)8英寸碳化硅市場傳來消息：天科合達第三代半導體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化基地建設二期項目開工；晶升股份研發(fā)出8英寸電阻法碳化硅單晶爐。

11月12日，天科合達第三代半導體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化基地建設二期項目開工。該公司擬購置長晶及附屬、晶體加工、晶片加工等工藝設備，新建6-8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)線及研發(fā)中心，以及相關配套設施。據(jù)介紹，項目用于擴大公司碳化硅晶體與晶片產(chǎn)能，同時建設研發(fā)中心以對生產(chǎn)工藝和參數(shù)持續(xù)進行優(yōu)化和完善，投產(chǎn)后將實現(xiàn)年產(chǎn)約37.1萬片導電型碳化硅襯底，其中6英寸導電型碳化硅襯底23.6萬片，8英寸導電型碳化硅襯底13.5萬片。

晶升股份成功研發(fā)了8英寸電阻法碳化硅單晶爐，解決了碳化硅“盲盒生長”的瓶頸，實現(xiàn)了晶體生長過程的可視化和可監(jiān)測。晶升股份的8英寸碳化硅長晶設備已完成驗證，并開啟了批量交付進程。該公司正在積極布局碳化硅外延和切割設備的開發(fā)工作，以進一步拓展產(chǎn)品線。

碳化硅襯底目標，邁向超大尺寸

隨著新能源汽車、光伏儲能等清潔能源、5G通訊及高壓智能電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，滿足高功率、高電壓、高頻率等工作條件的碳化硅基器件的需求也突破式增長，其中上游關鍵材料碳化硅襯底顯得尤為重要。業(yè)界指出，碳化硅襯底的尺寸越大，其面積也越大，意味著可以在單個襯底上制造更多的芯片，從而提高生產(chǎn)效率。同時，大尺寸襯底可減少邊緣浪費，有助于降低單位芯片的成本。

從碳化硅襯底尺寸上看，4英寸襯底主要用于制造氮化鎵射頻器件等；6英寸襯底是目前導電型碳化硅市場的主流產(chǎn)品規(guī)格；8英寸襯底方面，Wolfspeed、英飛凌等行業(yè)龍頭公司已成功研發(fā)并建設8英寸產(chǎn)品生產(chǎn)線。與6英寸襯底相比，8英寸襯底可以提供更高的能效和更低的成本。12英寸襯底方面，目前尚未廣泛應用，業(yè)界稱，未來隨著技術的不斷進步和成本的降低，12英寸有望成為碳化硅襯底的重要發(fā)展方向。

碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展，不過大尺寸襯底的生產(chǎn)技術難度更高，需要先進的生產(chǎn)設備和技術支持，這也意味著需要更多的研發(fā)投入和生產(chǎn)成本。因此，企業(yè)在擴大產(chǎn)能和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面仍需不斷努力。

隨著碳化硅材料在新能源汽車、光伏、5G通信等領域的廣泛應用，市場需求也將不斷增長，為碳化硅襯底企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。