碳化硅迎工业化风口? ?????? 工艺刷新与本钱控制仍面临“长期战”
2026-03-04 23:08:15

图虫创意/供图

河北国盛食物加工有限公司证券时报记者 王一鸣

今年以来 ,,,,,,,,碳化硅(SiC ,,,,,,,,碳和硅的化合物)工业层面催化一直。。。。。。。克日 ,,,,,,,,露笑科技宣布首次制备出12英寸碳化硅单晶样品 ,,,,,,,,完成从长晶到衬底全流程工艺的开发测试;;;;;; ;;在此之前的1月中旬 ,,,,,,,,美国SiC企业Wolfspeed亦宣布制造出单晶300mm(12英寸)碳化硅晶圆……

随着12英寸SiC产品加速涌现 ,,,,,,,,资源市场曾多次泛起CoWoS(台积电的先进封装手艺)将用碳化硅替换硅作为中心层的听说 ,,,,,,,,并一度引起资金的炒作。。。。。。。不过 ,,,,,,,,关于这一说法 ,,,,,,,,SICA深芯盟工业剖析师卢兵在接受证券时报记者采访时体现 ,,,,,,,,这个逻辑显著高估了手艺现状和商业可行性 ,,,,,,,,不宜将SiC卓越的导热性能直接等同于其作为重大中介层的可行性 ,,,,,,,,现实上二者是差别的看法。。。。。。。

投资“新逻辑”

碳化硅是一种典范的第三代半导体质料 ,,,,,,,,属于宽禁带半导体。。。。。。。依附耐高压、耐高频、高导热性、高温稳固性、高折射率等特点 ,,,,,,,,碳化硅在电动汽车及光伏等高性能应用领域中具有显著优势。。。。。。。

与此同时 ,,,,,,,,近年来碳化硅在AI与AR眼镜等新兴领域的动态亦为工业界和资源市场合关注。。。。。。。例如 ,,,,,,,,天岳先进高层在去年12月的业绩会上先容 ,,,,,,,,公司正重点拓展新兴领域的客户群体。。。。。。。其中 ,,,,,,,,碳化硅在CoWoS领域应用趋势明确 ,,,,,,,,公司依托12英寸产品手艺优势 ,,,,,,,,正与工业链同伴深化协作。。。。。。。

在去年9月的投资者关系运动中 ,,,,,,,,SiC装备商晶升股份曾探讨了碳化硅在CoWoS中的应用远景及相关希望。。。。。。。“公司确有下游客户已于数月前向台积电送样 ,,,,,,,,并将逐步举行小批量供应。。。。。。。针对这一新的手艺转向 ,,,,,,,,公司会继续坚持与客户的细密相助。。。。。。。”

面临上市公司方面透露的只言片语 ,,,,,,,,资源市场却勾勒出“CoWoS将用碳化硅替换硅作为中心层”这一“新逻辑”。。。。。。。对此 ,,,,,,,,有半导体投资和工业界人士向证券时报记者剖析了其中可能保存的逻辑误区。。。。。。。

陈启恒久从事半导体工业投资 ,,,,,,,,于2016年跟踪碳化硅这一细分领域并参投相关企业。。。。。。。他向证券时报记者先容 ,,,,,,,,CoWoS是后摩尔时代的主流2.5D异构集成计划 ,,,,,,,,现实落地是把GPU和HBM等集成到一个硅衬底上 ,,,,,,,,并且在硅衬底上通过布线 ,,,,,,,,毗连GPU和HBM ,,,,,,,,以增添GPU和HBM的内部信号的速率 ,,,,,,,,从而突破“存储墙”。。。。。。。

“谈‘替换’为时过早”

“CoWoS接纳硅作为中心层 ,,,,,,,,缘故原由包括硅衬底足够自制、工艺成熟度高、硅装备容易获取等 ,,,,,,,,并且硅上布线能上更小线宽和更高的密度。。。。。。。弱点在于布线密度增添后 ,,,,,,,,集成度高带来更大的功耗 ,,,,,,,,因此发热更大。。。。。。。就发热而言 ,,,,,,,,碳化硅虽能解决发热问题 ,,,,,,,,但碳化硅在其他层面尚无优势可言。。。。。。。”陈启以为。。。。。。。

陈启剖析 ,,,,,,,,首先是本钱问题 ,,,,,,,,硅12英寸衬底约800—1000元 ,,,,,,,,碳化硅在履历大降价后 ,,,,,,,,现在6英寸依然约2000元 ,,,,,,,,8英寸约4000—5000元 ,,,,,,,,12英寸更高。。。。。。。其次 ,,,,,,,,碳化硅和硅相比最大的弱点在于硬度 ,,,,,,,,硅用ICP(电感耦合等离子体)刻蚀 ,,,,,,,,小线宽工艺成熟 ,,,,,,,,但碳化硅必需要用高能量的CCP(电容耦合等离子体)刻蚀 ,,,,,,,,并且还禁止易刻蚀出更小的形貌 ,,,,,,,,装备端针对碳化硅做小线宽仍处于起步探索阶段。。。。。。。

“这些工艺问题还和后面的信号仿真等细密相关 ,,,,,,,,替换一个质料 ,,,,,,,,其信号仿真险些是重新再来 ,,,,,,,,该历程可能需要2至3年或更长时间。。。。。。。业内现在更多关注在硅中心层下贴一层碳化硅作为辅助散热层这一起径是否可行 ,,,,,,,,这只能等业界一直实验出最佳计划。。。。。。。可是无论怎样 ,,,,,,,,现在谈‘替换’为时过早。。。。。。。”陈启指出。。。。。。。

卢兵亦持类似看法。。。。。。。他指出 ,,,,,,,,短期(1至3年)SiC最可能的应用是作为高性能散热衬底或热沉 ,,,,,,,,用于对散热要求最极端的特定场景 ,,,,,,,,这切合“局部功效附加”的定位。。。。。。。台积电等厂商也确着实评估导电型SiC作为热基板的可行性 。。。。。。。中期(3至5年)而言 ,,,,,,,,随着12英寸SiC晶圆本钱的下降和切割等要害工艺的成熟 ,,,,,,,,可能会泛起将SiC作为无源(不含重大电路)或半有源中介层的实验 ,,,,,,,,但这仍将局限于对本钱不敏感的顶级产品。。。。。。。

“碳化硅是解决未来AI芯片散热难题的有力竞争者 ,,,,,,,,但它的征途并非一蹴而就的‘替换’ ,,,,,,,,而更可能是一场磨练质料科学、制造工艺与本钱控制的‘长期战’。。。。。。。投资者和工业视察者应对此坚持苏醒的熟悉 ,,,,,,,,区分市场叙事中的理想光环与工程现实的重重挑战。。。。。。。”卢兵说。。。。。。。

悄然崛起的中国实力

回看SiC工业链结构 ,,,,,,,,上游环节主要包括碳化硅衬底晶圆的制造、外延片加工 ,,,,,,,,以及相关生产装备和质料。。。。。。。其中 ,,,,,,,,SiC单晶衬底(俗称碳化硅晶圆)是整个工业链中手艺壁垒最高、价值量最大的焦点环节。。。。。。。现在一片SiC器件的本钱中 ,,,,,,,,衬底约占47% ,,,,,,,,外延片约占23% ,,,,,,,,合计约70%。。。。。。。手艺路径上 ,,,,,,,,全球商用SiC衬底以6英寸为主流 ,,,,,,,,8英寸(200mm)正在加速推进。。。。。。。

相较硅基半导体 ,,,,,,,,碳化硅的高禁带宽度、高击穿电场强度、高电子饱和漂移速率和高热导率等特征 ,,,,,,,,使其在电动汽车、光伏及储能系统、电力电网、通讯等高性能应用领域中具有显著优势 ,,,,,,,,尤其是在稳固性和耐用性方面。。。。。。。

“电动车是目今碳化硅最焦点的应用市场。。。。。。。在800V高压架构车型中 ,,,,,,,,SiC险些是标配选择 ,,,,,,,,由于硅基IGBT已难以知足云云高压下的高效事情要求。。。。。。。”中关村物联网工业同盟副秘书长袁帅向记者叙述。。。。。。。

关于SiC在电动汽车的应用 ,,,,,,,,特斯拉是先行者 ,,,,,,,,之后 ,,,,,,,,比亚迪、蔚来、小鹏、疾驰、公共等中外车企的新款高性能车型也陆续导入SiC器件。。。。。。。

从工业名堂来看 ,,,,,,,,碳化硅工业链已往主要为国际大厂所占有 ,,,,,,,,经由多年生长 ,,,,,,,,中国企业在衬底、外延、器件等环节周全突破 ,,,,,,,,已成为全球碳化硅工业不可或缺的实力。。。。。。。

例如 ,,,,,,,,在衬底领域 ,,,,,,,,2022年以前 ,,,,,,,,美国的Wolfspeed、日本的昭和电工(现Resonac)等占有了全球大部分市场份额;;;;;; ;;据调研机构富士经济的数据 ,,,,,,,,在2023年全球导电型碳化硅衬底市场占有率排行中 ,,,,,,,,天岳先进凌驾美国Coherent ,,,,,,,,跃居全球第二。。。。。。。另一家中国公司天科合达市场份额位列第四。。。。。。。

在装备与质料领域 ,,,,,,,,现在中微公司和北方华创等本土厂家已推出用于SiC/GaN的MOCVD外延装备;;;;;; ;;在晶体生长炉领域 ,,,,,,,,晶盛机电则是我国在半导体晶体装备方面的佼佼者 ,,,,,,,,其6—8英寸碳化硅长晶炉和切磨装备已批量供应海内客户。。。。。。。

市场波动不改恒久远景

从行业空间来看 ,,,,,,,,据Yole Group数据 ,,,,,,,,2024年全球碳化硅功率器件市场规模为34亿美元 ,,,,,,,,只管汽车市场放缓抑制了碳化硅的短期需求 ,,,,,,,,并深刻影响了整个碳化硅供应链 ,,,,,,,,但Yole Group以为 ,,,,,,,,碳化硅依然是电气化蹊径图中的焦点手艺 ,,,,,,,,预计到2030年 ,,,,,,,,其器件收入将靠近100亿美元 ,,,,,,,,年复合增添率约20.3%。。。。。。。

海内方面 ,,,,,,,,近年来全球工业新增装备资源开支的重心 ,,,,,,,,正迅速向中海内地转移。。。。。。。2024年 ,,,,,,,,中国厂商已占有约40%的碳化硅晶圆(衬底)及外延片产能 ,,,,,,,,并正加速向器件制造领域延伸。。。。。。。凭证CASA-China数据 ,,,,,,,,中国2024第三代半导体功率电子市场规模约为176亿元(SiC+GaN ,,,,,,,,SiC为主) ,,,,,,,,预计到2029年有望凌驾460亿元 ,,,,,,,,年复合增添率约21%。。。。。。。

“中期的SiC市场仍受到两方面因素攻击:一是全球电动车需求短期放缓 ,,,,,,,,二是来自新兴SiC制造商的价钱与产能竞争加剧。。。。。。。这也反应在工业链结构和业绩上 ,,,,,,,,例如 ,,,,,,,,日本SiC厂商JS Foundry于2025年7月申请休业。。。。。。。同年9月 ,,,,,,,,Wolfspeed已完成休业重整 ,,,,,,,,现在正在举行重组。。。。。。。但恒久来看 ,,,,,,,,在新能源汽车、光储以及未来电网等下游兴旺需求的驱动下 ,,,,,,,,碳化硅行业长坡厚雪的逻辑未变。。。。。。。”袁帅称。。。。。。。

SICA深芯盟工业剖析师何俊材告诉证券时报记者 ,,,,,,,,业内普遍预期本轮质料端洗牌将在2026年尾基本竣事 ,,,,,,,,届时行业集中度将大幅提升 ,,,,,,,,幸存者有望获得定价话语权。。。。。。。

Yole Group以为 ,,,,,,,,经河北国盛食物加工有限公司历了五年的大规模投资后 ,,,,,,,,市场需要先消化现有产能 ,,,,,,,,随后新一代装备和手艺才华推动下一轮扩张。。。。。。。