中國粉體網(wǎng)訊 當(dāng)前，新能源汽車、光伏儲能、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的快速發(fā)展，正驅(qū)動對高性能半導(dǎo)體器件的需求急劇上升。以新能源汽車為例，800V高壓平臺正成為主流趨勢，碳化硅襯底器件憑借其優(yōu)異的耐高壓、高溫和高頻特性，可顯著提升系統(tǒng)效率、延長續(xù)航里程并縮短充電時間。據(jù)預(yù)測，到2031年，全球碳化硅襯底市場規(guī)模將達到21.22億美元，年復(fù)合增長率預(yù)計為15.5%。
近年來，碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅猛，特別是襯底技術(shù)的突破與大尺寸化進程正在重塑全球市場格局。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，襯底在碳化硅功率器件制造中的成本占比高達47%，遠高于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體器件中的10%。這主要源于碳化硅單晶襯底的制備流程高度復(fù)雜，主要難點在于：
生長過程難度高。碳化硅單晶生長過程中缺陷類型多樣且控制極具有挑戰(zhàn)性；其次碳化硅晶型結(jié)構(gòu)涵蓋200余種，在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變造成多型夾雜缺陷，難以穩(wěn)定單一特定晶型；另外，碳化硅單晶對其生產(chǎn)環(huán)境要求嚴(yán)苛，溫度控制難度較高，同時生長熱場存在溫度梯度；最后是碳化硅長晶對設(shè)備要求很高，碳化硅長晶爐需要實現(xiàn)高真空度、低真空漏率等各項性能指標(biāo)，為高質(zhì)量晶體生長提供適合的熱場實現(xiàn)條件，其制造技術(shù)難度大。
粉料合成困難。碳化硅粉體的制備面臨多項挑戰(zhàn)，生長SiC單晶用的SiC粉體純度要求很高，雜質(zhì)含量應(yīng)至少低于0.001%。此外，碳化硅粉料的各項參數(shù)都直接影響單晶生長的質(zhì)量以及電學(xué)性能。
加工難度高。碳化硅襯底作為一種高硬度脆性材料，面臨著加工過程中開裂和加工后翹曲等問題的挑戰(zhàn)。超精密表面加工至關(guān)重要，可顯著降低表面粗糙程度并提高平整度，同時嚴(yán)格控制金屬雜質(zhì)和顆粒污染。此外，碳化硅襯底的高硬度和脆性使得切割、研磨及拋光流程耗時且易出現(xiàn)崩邊情況，進一步增加了加工難度。這些因素共同突出了碳化硅襯底加工中涉及的高技術(shù)壁壘和復(fù)雜性。
擴徑難度大。大尺寸晶體生長難點在于溫度均勻性要求高（防應(yīng)力缺陷和開裂），熱應(yīng)力管理難；原料消耗大、生長速度慢導(dǎo)致成本周期增加；綜合導(dǎo)致良率低，影響經(jīng)濟性和競爭力。
長期以來，碳化硅襯底尺寸停留在6英寸，直到2020年，8英寸襯底才逐步成為市場熱點，新能源汽車的快速發(fā)展成為8英寸技術(shù)加速推進的主要驅(qū)動力。根據(jù)TrendForce集邦咨詢最新研究，受2024年汽車和工業(yè)需求走弱，SiC襯底出貨量成長放緩，與此同時，市場競爭加劇，產(chǎn)品價格大幅下跌，導(dǎo)致2024年全球N-type（導(dǎo)電型）SiC襯底產(chǎn)業(yè)營收年減9%，為10.4億美元。
進入2025年，即便SiC襯底市場持續(xù)面臨需求疲軟和供給過剩的雙重壓力，但長期成長趨勢依舊不變，隨著成本逐漸下降和半導(dǎo)體元件技術(shù)不斷提升，未來SiC的應(yīng)用將更為廣泛，特別是在工業(yè)領(lǐng)域的多樣化。同時，激烈的市場競爭將加速企業(yè)整合的力道，重新塑造產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
未來，SiC襯底行業(yè)發(fā)展方向該指向何方？2025年8月21日，中國粉體網(wǎng)將在蘇州舉辦第三代半導(dǎo)體SiC晶體生長及晶圓加工技術(shù)研討會。屆時，來自河北同光半導(dǎo)體股份有限公司銷售副總王巍將帶來題為《挑戰(zhàn)與機遇并存 ——碳化硅材料市場發(fā)展現(xiàn)狀及展望》的報告，報告將評估當(dāng)前SiC襯底市場的競爭格局，以及未來幾年內(nèi)可能影響行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。將提出對SiC襯底產(chǎn)業(yè)化進程的展望。
個人簡介
王巍，本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)自動化系，后于英國布魯內(nèi)爾大學(xué)獲得電力市場專業(yè)碩士學(xué)位。先后在國家電網(wǎng)公司和國內(nèi)民營上市企業(yè)工作，有在電力電子領(lǐng)域和教育培訓(xùn)行業(yè)豐富的市場營銷經(jīng)驗。2012年即加入同光股份，作為創(chuàng)始團隊成員之一見證了國內(nèi)碳化硅材料應(yīng)用發(fā)展的歷程�，F(xiàn)任河北同光半導(dǎo)體股份有限公司副總經(jīng)理一職，負責(zé)市場銷售運營。
來源：
李瑞臻：碳化硅襯底制造技術(shù)的專利演進與發(fā)展趨勢分析
半導(dǎo)體信息：碳化硅襯底市場和應(yīng)用深度分析
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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