中国14个碳化硅衬底项目介绍

• 中国碳化硅产业快速发展，14个衬底项目推进中

• 第三代半导体论坛将于2020年9月8-9日厦门召开，将安排参观第三代半导体相关企业或园区。与会代表将获赠亚化咨询“中国第三代半导体产业发展”相关报告。

 

碳化硅衬底主要有导电型及半绝缘型两种。其中，在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片，可进一步制成碳化硅功率器件，应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域；在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层可以制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成微波射频器件，应用于5G通讯、雷达等领域。

来源：天科合达招股说明书

 

中国碳化硅衬底领域的研究从20世纪90年代末开始，在行业发展初期受到技术水平、设备规模产能的限制，未能进入工业化生产。21世纪，中国企业历经20年的研发与摸索，已经掌握了2-6英寸碳化硅衬底的生产加工技术。

 

 

近年来，以山东天岳、世纪金光、天科合达为首的国内各地多个碳化硅衬底项目陆续签约、开工、投产，并在国家大基金、哈勃投资等支持下，中国第三代半导体产业迎来了蓬勃式发展。

 

亚化咨询整理了国内主要的14家进行碳化硅衬底生产企业的相关项目情况，如下所示：

 

山东天岳

 

山东天岳公司成立于2010年11月，是以碳化硅半导体衬底材料为主的高新技术企业。公司投资建成了第三代半导体材料产业化基地，具备研发、生产国际先进水平的半导体衬底材料的软硬件条件，是中国第三代半导体衬底材料行业的先进企业。

 

山东天岳项目情况：

建设单位

项目名称

产能（万片/年）

项目状态

山东天岳先进材料科技有限公司

6英寸SiC单晶及外延片生产建设项目

3（1.1）

6英寸SiC单晶及外延片

运行

山东天岳晶体材料有限公司

（山东天岳晶体材料有限公司）

功能器件用碳化硅衬底生产建设项目

8（8）

2-6英寸SiC衬底

运行

大功率碳化硅电子电力器件用材料生产建设项目

18（10）

2-6英寸大功率SiC衬底

运行

碳化硅功率半导体芯片及电动汽车模组研发与产业化项目

N/A

停建

山东天岳先进材料科技有限公司

高品质4H-SiC单晶衬底材料研究与产业化项目

3

6英寸4H-SiC单晶衬底

在建

山东天岳先进材料科技有限公司

5G射频器件专用高阻碳化硅衬底材料生产建设项目

3

4英寸4H-SiC高阻衬底

在建

山东天岳先进材料科技有限公司

4英寸高纯半绝缘4H-SiC单晶衬底材料产业化能力建设项目

2

4英寸4H-SiC半绝缘衬底

在建

（产能为环评批复的计划产能，括号内的数值为实际建设产能，下同）

 

天科合达

 

天科合达建立了国内第一条碳化硅晶片中试生产线，是国内最早实现碳化硅晶片产业化的企业之一，已经相继实现2英寸至6英寸碳化硅晶片产品的规模化供应。

 

天科合达自2006年成立以来，一直专注于碳化硅晶体生长和晶片生产领域，先后研制出2英寸、3英寸、4英寸碳化硅衬底，于2014年在国内首次研制出6英寸碳化硅晶片，并已形成规模化生产能力，工艺技术水平处于国内领先地位。

 

2006年至2007年，2英寸导电型、半绝缘型SiC衬底产品研发成功并实现少量销售。

2008年至2011年，3英寸导电型、半绝缘型SiC衬底产品研发成功并实现少量销售。

2012年至2016年，4英寸导电型、半绝缘型产品和6英寸导电型产品研发成功并实现少量销售。

2017年，4英寸导电型产品规模化生产并实现销售。

2018年，6英寸半绝缘型产品研发成功并实现少量销售。

2019年，4英寸半绝缘型产品规模化生产并实现销售。

2020年，6英寸晶片规模化生产并实现销售，一月启动8英寸产品研发。

 

产品类别

项目

2020年1-3月

2019年

2018年

2017年

SiC晶片

产能（片）

11,484

37,525

16,640

5,374

产量（台）

10,998

36,879

16,255

5,264

产能利用率

95.77%

98.28%

97.69%

97.95%

销量（片）

7,422

32,638

16,703

4,607

 

建设单位

项目名称

产能（万片/年）

项目情况

北京天科合达新材料有限公司

高品质单晶碳化硅单晶衬底产业化项目

3

6英寸SiC晶片

运行

北京天科合达半导体股份有限公司

第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目

8.2

6英寸导电SiC晶片

3.8

6英寸半绝缘SiC晶片

在建

江苏天科合达半导体有限公司

年产碳化硅衬底4万片项目

4

4-8英寸碳化硅衬底

运行

 

世纪金光

 

北京世纪金光半导体有限公司是一家贯通碳化硅全产业链的综合半导体企业，致力于第三代半导体功能材料和功率器件研发与生产。公司成立于2010年12月，位于北京经济技术开发区。

 

世纪金光碳化硅6英寸单晶已量产；功率器件和模块制备已覆盖额定电压650-1700V、额定电流5-100A的SBD，额定电压650-1200V、额定电流20-100A的MOSFET，50-600A的全桥、半桥混合功率模块及全碳化硅功率模块等。

 

2020年3月，合肥产投资本管理的语音基金与北京世纪金光半导体有限公司签署投资协议并完成首期出资。据悉，合肥产投资本作为领投方参与世纪金光C轮融资，同时下一步，合肥产投资本将与世纪金光合作，在合肥高新区投资建设6英寸碳化硅单晶生长及加工项目。

 

建设单位

项目名称

产能（万片/年）

项目情况

北京世纪金光半导体有限公司

碳化硅单晶片生产项目

24

运行

北京世纪金光半导体有限公司

宽禁带半导体功能材料与功率器件产业化项目

1.38

4英寸SiC单晶片

2.07

6英寸SiC单晶片

运行

合肥世纪金光半导体有限公司

6英寸SiC单晶衬底生产线项目（一期）

3600锭

6英寸SiC晶锭

建设中

 

同光晶体

 

2013年，同光晶体与中国科学院半导体研究所签订“联合实验室”，成为河北唯一的与中科院合作的碳化硅材料实验室。

2019年年底，同光晶体正式启动产能扩张战略。涞源项目投资建设500台单晶生长炉。

2020年3月，同光晶体与涞源县政府举行年产10万片直径4-6英寸碳化硅单晶衬底项目签约仪式。

 

 

中电二所

 

2017年5月，中电二所集团公司与陕西省签署“深化战略合作协议”，展开全方位战略合作。在此基础上，电科装备与山西综改区签署“合作框架协议”，聚焦电子装备智能制造、碳化硅材料、光伏新能源等合作领域，其中国家级碳化硅材料产业基地正是其中一个项目。

 

2020年2月28日，中国电科（山西）碳化硅材料产业基地在山西转型综合改革示范区正式投产，第一批设备正式启动。

 

项目产能规划表（片/年）

产品

第二年

第三年

第四年

第5-10年

6英寸半绝缘4H-SiC晶片

50

500

8000

25000

4英寸半绝缘4H-SiC晶片

3200

10000

10000

10000

6英寸N型4H-SiC晶片

100

500

16000

50000

 

三安光电

 

2020年6月，三安光电发布公告，拟在长沙成立子公司投资建设第三代半导体产业园项目（子公司名称最终将以有权机关核准为准）

 

根据公告显示，项目投资总额160亿元，投资建设包括但不限于碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化项目，包括长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装 产业链，在甲方园区研发、生产及销售6吋SiC导电衬底、4吋半绝缘衬底、SiC二极管外延、SiC MOSFET外延、SiC二极管外延芯片、SiC MOSFET芯片、碳化硅器件封装二极管、碳化硅器件封装MOSFET，以甲方认可的乙方项目实施主体最终可研报告为准。

 

公司在用地各项手续和相关条件齐备后24个月内完成一期项目建设并实现投产，48个月内完成二期项目建设和固定资产投资并实现投产，72个月内实现达产。公司与长沙高新技术产业开发区管理委员会于2020年6月15日签署《项目投资建设合同》。

 

中科钢研

 

2019年2月23日，位于南通的中科钢研产业项目开工，该项目建成达产后，可年产4英寸N型碳化硅晶体衬底片5万片、6英寸N型碳化硅晶体衬底片5万片、4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片1万片。

 

中科钢研碳化硅青岛项目总投资10亿元，主要生产高品质、大规格碳化硅晶体衬底片。项目全部达产后，可实现年产5万片4英寸碳化硅晶体衬底片，5000片4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片。项目预计于2020年9月投产。

 

华大半导体

 

2019年12月，从宁波杭州湾新区管委会获悉，新区与中国电子信息产业集团有限公司全资子公司——华大半导体有限公司完成宽禁带半导体材料项目签约。

 

项目总投资10.5亿元，计划年产8万片4吋至6吋碳化硅衬底及外延片、碳化硅基氮化镓外延片，产品可广泛应用于5G通讯、新能源汽车、轨道交通、智能电网等领域。

 

露笑科技

 

2020年2月，露笑科技发布公告称，公司近期正在筹划非公开发行股票事项，募集资金主要用于投资碳化硅晶体材料和制备项目。初步拟定产品为4-6英寸半绝缘片以及4H晶体N型导电碳化硅衬底片及其他产品制品，具体项目预算和产品方案正在编制中。

 

南砂晶圆

 

2019年广州南砂晶圆半导体技术有限公司投资1.0亿元建设碳化硅晶体材料制备及衬底片加工制造项目，年产衬底20000片。

 

据广州南沙区人民政府办公室报道，南砂晶圆由原深圳第三代半导体研究院副院长王垚浩博士牵头，引入由山东大学徐现刚教授作为带头人，开展第三代半导体材料——碳化硅单晶材料的研发、中试和后续量产等工作。

 

江苏超芯星

 

2019年4月，超芯星半导体落户江苏仪征经济开发区，计划建设第三代半导体碳化硅材料项目，建设地位于仪征市经济开发区，建成后形成年产0.05吨第三代半导体材料碳化硅晶体的生产能力。

 

2020年3月，江苏超芯星半导体有限公司完成了天使轮投资。同月，江苏超芯星半导体项目签约南京，项目规划三年实现6英寸碳化硅衬底年产3万片。

 

上海合晶

 

2020年6月，上海证监局发布了关于上海合晶硅材料股份有限公司首次公开发行股票并上市辅导工作总结报告。150mm 碳化硅衬底片研发及产业化项目是募集资金投资项目之一，项目已完成备案。

 

本项目不新增占地面积和建筑面积，在现有车间内增加部分长晶、平边加工、切边、滚圆、线切割、倒角、研磨、贴蜡、抛光以及相应清洗机等工艺设备，实现碳化硅硅片试制研发和产业化生产，设计产能折6英寸碳化硅硅片2.28万片/年。

 

2020年3月，上海合晶发布项目环境影响报告书之公众意见征求稿。

 

科友半导体

 

 

2020年7月3日上午，由哈尔滨新区和哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司联合打造的省百大项目、哈尔滨新区科友半导体产学研聚集区项目开工建设。

 

据悉，哈尔滨科友半导体产学研聚集区占地面积4.5万平方米，一期计划总投资10亿元，项目全部达产后，最终形成年产SiC高导晶片近10万片、高纯半绝缘晶体1000公斤的产能，PVT-SIC晶体生长成套设备年产销200台套。

 

此外，哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司旗下江苏晶能半导体材料有限公司拟投资2亿元于句容市建设碳化硅晶片项目。项目建成后形成年产10万片4英寸及6英寸碳化硅晶片（各5万片/年）的生产能力。2020年1月，该项目环评受理。

 

中鸿新晶

 

2020年4月，中鸿新晶第三代半导体产业集群项目落户济南槐荫经济开发区。据集微网消息，项目一期产业投资8亿元，计划3年内完成6-8英寸碳化硅单晶生产、加工、碳化硅外延生产线各2条，氮化镓中试线1条。一期完成后。项目二期投资51亿元，完成第三代半导体产业基金的募集工作，并购瑞典ASCATRON公司，计划2年内完成6-8英寸碳化硅单晶扩产、6-8英寸氮化镓外延、射频器件、功率器件生产线各1条。项目三期投资52亿元，将ASCATRON公司后续芯片生产全部转移至中国，项目建成后预期将带动上下游产业近千亿元产值。