業(yè)界首款300mm碳化硅襯底問(wèn)世

11月13日，國(guó)產(chǎn)碳化硅襯底大廠天岳先進(jìn)在2024德國(guó)慕尼黑半導(dǎo)體展覽會(huì)（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(biāo)志著其正式邁入超大尺寸碳化硅襯底的新時(shí)代。

天岳先進(jìn)表示，300mm碳化硅襯底材料，能夠進(jìn)一步擴(kuò)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(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益，為碳化硅材料的更大規(guī)模應(yīng)用提供可能。

碳化硅襯底現(xiàn)狀：12英寸開(kāi)始發(fā)芽，8英寸加速滲透

全球碳化硅襯底市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，Wolfspeed、英飛凌、ST、安森美等國(guó)際企業(yè)占據(jù)產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位。從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，目前，天岳先進(jìn)掌握行業(yè)最大尺寸12英寸碳化硅襯底的生產(chǎn)技術(shù)，并已實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅襯底的穩(wěn)定量產(chǎn)。除了天岳先進(jìn)，還有爍科晶體、同光晶體、天科合達(dá)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(lǐng)域有所布局和研發(fā)，但可能尚未實(shí)現(xiàn)8英寸或更大尺寸襯底的量產(chǎn)。

業(yè)界認(rèn)為， 8英寸碳化硅襯底將是邊際成本遞減的拐點(diǎn)尺寸，未來(lái)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(shí)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(yù)測(cè)2026年市場(chǎng)份額將成長(zhǎng)到15%左右。

近期，國(guó)內(nèi)8英寸碳化硅市場(chǎng)傳來(lái)消息：天科合達(dá)第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)二期項(xiàng)目開(kāi)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(dá)第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)二期項(xiàng)目開(kāi)工。該公司擬購(gòu)置長(zhǎng)晶及附屬、晶體加工、晶片加工等工藝設(shè)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(guān)配套設(shè)施。據(jù)介紹，項(xiàng)目用于擴(kuò)大公司碳化硅晶體與晶片產(chǎn)能，同時(shí)建設(shè)研發(fā)中心以對(duì)生產(chǎn)工藝和參數(shù)持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，投產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)約37.1萬(wàn)片導(dǎo)電型碳化硅襯底，其中6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底23.6萬(wàn)片，8英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底13.5萬(wàn)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(zhǎng)”的瓶頸，實(shí)現(xiàn)了晶體生長(zhǎng)過(guò)程的可視化和可監(jiān)測(cè)。晶升股份的8英寸碳化硅長(zhǎng)晶設(shè)備已完成驗(yàn)證，并開(kāi)啟了批量交付進(jìn)程。該公司正在積極布局碳化硅外延和切割設(shè)備的開(kāi)發(fā)工作，以進(jìn)一步拓展產(chǎn)品線。

碳化硅襯底目標(biāo)，邁向超大尺寸

隨著新能源汽車、光伏儲(chǔ)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(zhǎng)，其中上游關(guān)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(gè)襯底上制造更多的芯片，從而提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，大尺寸襯底可減少邊緣浪費(fèi)，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(dǎo)電型碳化硅市場(chǎng)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(shè)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(yīng)用，業(yè)界稱，未來(lái)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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(guò)大尺寸襯底的生產(chǎn)技術(shù)難度更高，需要先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)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(kuò)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(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)需求也將不斷增長(zhǎng)，為碳化硅襯底企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。