8英寸SiC衬底成为国内厂商竞相抢攻领域

当下，新能源汽车、5G通讯、光伏、储能等下游领域的强劲需求正在推动碳化硅（SiC）产业的快速发展。与此同时，多方正在加强研发力度，旨在突破技术壁垒并抢占市场先机。其中，8英寸SiC衬底成为了各方竞相抢攻的黄金赛道。

作为第三代半导体代表材料之一，碳化硅具有出色的性能优势，如更宽的禁带宽度、更高的击穿电场和热导率，使其在高温、高压、高频领域表现优异。随着下游需求的不断增长，碳化硅市场正处于高速增长期。据TrendForce集邦咨询分析，2023年SiC功率元件市场规模将达到22.8亿美元，年成长41.4%，并预估至2026年SiC功率元件市场规模将达到53.3亿美元。

从产业链结构上看，衬底在SiC器件成本中占比高达45%。业界认为，为了降低单个器件的成本并进一步扩大衬底尺寸是降低成本的主要途径。8英寸SiC衬底将比6英寸在成本降低上具有明显优势。Wolfspeed数据显示，从6英寸升级到8英寸，衬底的加工成本有所增加，但合格芯片产量可以增加80%-90%；同时，8英寸衬底厚度增加有助于在加工时保持几何形状、减少边缘翘曲度，降低缺陷密度，从而提升良率。采用8英寸衬底可以将单位综合成本降低50%。

目前，国内厂商正在积极布局8英寸SiC衬底的研发和生产。据TrendForce集邦咨询旗下化合物半导体市场统计，目前国内有10家企业和机构在研发8英寸衬底，包括烁科晶体、晶盛机电、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、中科院物理所、山东大学、天科合达、科友半导体和乾晶半导体等。这些厂商正在通过加大研发投入和技术合作，加速推进8英寸SiC衬底的研发和产业化进程。

科友半导体在8英寸SiC中试线贯通后，成功进入中试线生产，并取得了多项技术突破。乾晶半导体也成功生长出厚度达27毫米的8英寸n型碳化硅单晶锭，并签订了战略合作协议。南砂晶圆启动了济南中晶芯源基地建设，并实现了8英寸SiC衬底位错缺陷控制方面的重大突破。合盛硅业也披露了其8英寸碳化硅衬底研发顺利，并已实现了量产。

这些进展表明，中国在宽禁带半导体领域的技术实力正在不断提升，为未来的产业发展奠定了坚实基础。

同光股份研发出8英寸导电型碳化硅晶体样品，预计年底可实现小批量生产。同光科技正谋划建设2000台碳化硅晶体生长炉生长基地以及年产60万片碳化硅单晶衬底加工基地。天科合达研发团队使用物理气相传输法通过扩径技术制备出标准8英寸SiC单晶衬底，并与英飞凌签订长期协议供应碳化硅材料。晶盛机电成功生长出8英寸N型碳化硅晶体，并实现8英寸单片式碳化硅外延生长设备的自主研发与调试。三安光电宣布与意法半导体在重庆成立合资公司，新建一座8英寸碳化硅器件制造厂，湖南三安半导体已完成8英寸碳化硅衬底开发，产品进入小批量生产及送样阶段。

天岳先进与英飞凌签订了供应150毫米碳化硅衬底和晶棒的协议，助力英飞凌向8英寸碳化硅晶圆过渡。天岳先进还采用液相法制备出了低缺陷的8英寸晶体，通过技术创新突破了碳化硅单晶高质量生长界面控制和缺陷控制难题。此外，天岳先进制备的晶体厚度已突破60mm，对提升产能具有重要意义。英飞凌正着力提升碳化硅产能，以实现在2030年之前占据全球30%市场份额的目标。