国内8英寸SiC晶圆量产有什么难点？

国产设备制造商正面临8英寸碳化硅器件制造的黄金发展期。

当前，全球功率半导体的主要企业纷纷与国内碳化硅衬底和材料供应商建立合作关系，以推动8英寸碳化硅技术的快速发展。这一趋势的形成，一方面是因为国际领先企业对国内碳化硅衬底生产厂商的技术提升给予了肯定，另一方面也是由于他们看重中国在新能源领域的市场潜力，并希望实现供应链的本地化。

根据Yole的预测数据，从2021年到2027年，全球碳化硅功率器件的市场规模预计将从10.9亿美元飙升至62.97亿美元，年复合增长率达到34%。在这一增长中，汽车行业对碳化硅的需求尤为突出，预计其市场规模将从2021年的6.85亿美元增长到2027年的49.86亿美元。

目前，碳化硅衬底在功率半导体器件的成本中占据了近半壁江山，接近50%的比例，这使得国际大型企业在碳化硅产业的布局上竞相争夺8英寸技术的先发优势。随着行业从6英寸向8英寸的尺寸扩大趋势日益明显，国内设备制造商如果继续大规模增加6英寸衬底设备的产量，可能会面临产品迅速过时的风险。

因此，对于设备制造商来说，在当前的发展阶段，应当集中力量突破8英寸衬底设备的技术研发和扩大生产能力，这是实现技术赶超和市场竞争的关键。

碳化硅市场的竞争格局分析：

当前碳化硅衬底市场呈现出高度集中的格局，并主要分为三个竞争层级。

根据智研咨询的数据，美国Wolfspeed公司在全球市场中占据了超过60%的份额，并于2015年率先推出了8英寸碳化硅衬底，位于市场的最前沿；其他如罗姆、Ⅱ-V、意法半导体等海外领先企业也紧随其后，发展了衬底材料业务，并在2021年达到了8英寸衬底的生产水平，这些企业与我国衬底行业的领头羊一起，加速了产品研发，其产品在国际市场上的份额也在稳步增长，构成了市场的第二梯队；而国内企业由于起步较晚，研发进展相对滞后，许多中小型衬底材料生产商的技术还处于学习和发展的阶段，因此被归为第三梯队。

国内多家厂商正在破局8英寸

晶盛机电、科晶体、天岳先进、南砂晶圆、同光股份、天科合达、科友半导体、乾晶半导体、中科院物理所、山东大学等国内多家企业与机构正在积极研发8英寸碳化硅晶圆。赛微电子、三安光电、露笑科技等也有相关产能在投建中。

中电化合物也宣布与韩国Power Master签订了长期供应8英寸在内的碳化硅材料的协议，公司预计未来3年碳化硅产能将达到8万片。

国内8英寸SiC晶圆量产难点

高温工艺关乎着SiC的良率，这也是各大SiC厂商所着力研发的关键环节之一，而除了与硅晶圆在生产工艺上有所差异以外，在SiC从6英寸向8英寸发展的过程中也存在着一些差异。

在功率半导体制造的离子注入、薄膜沉积、介质刻蚀、金属化等环节，8英寸碳化硅与6英寸SiC的差距不大。8英寸SiC的制造难点主要集中在衬底生长、衬底切割加工、氧化工艺，其中，衬底生长方面，扩径到8英寸，对衬底生长的难度会成倍增加；衬底切割加工方面，越大尺寸的衬底切割应力、翘曲的问题越显著。氧化工艺一直是碳化硅工艺中的核心难点，8英寸、6英寸对气流和温场的控制有不同需求，工艺需各自独立开发。

目前碳化硅产业以6英寸为主流，占据近80%市场份额，8英寸则不到1%，若达到成熟阶段，8英寸单片的售价约为6英寸的1.5倍，且8英寸能够生产的晶粒数约为6英寸SiC晶圆的1.8倍，晶圆利用率会显著提高。