当前位置:首页 > 消费电子 > 消费电子
[导读]在半导体产业的快速发展中,碳化硅(SiC)作为一种新型的宽禁带半导体材料,正逐步成为功率半导体行业的重要发展方向。碳化硅功率器件以其耐高温、耐高压、高频、大功率和低能耗等优良特性,在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域展现出巨大的应用潜力。而碳化硅功率器件的上下游产业链中,衬底和外延作为关键环节,对于器件的性能和成本具有至关重要的影响。

半导体产业的快速发展中,碳化硅(SiC)作为一种新型的宽禁带半导体材料,正逐步成为功率半导体行业的重要发展方向。碳化硅功率器件以其耐高温、耐高压、高频、大功率和低能耗等优良特性,在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域展现出巨大的应用潜力。而碳化硅功率器件的上下游产业链中,衬底和外延作为关键环节,对于器件的性能和成本具有至关重要的影响。

碳化硅功率器件上下游产业链:衬底和外延的重要性

一、碳化硅功率器件上下游产业链概述

碳化硅功率器件的产业链大致可以分为上游、中游和下游三个部分。上游主要包括碳化硅衬底和外延材料的制备;中游涉及碳化硅功率器件的设计、制造和封测;下游则是碳化硅功率器件的应用领域,如新能源汽车、光伏发电、轨道交通等。

二、衬底的重要性

基础材料的关键作用

衬底是碳化硅功率器件产业链上游的核心环节,是半导体器件的基底材料,主要起到物理支撑、导热、导电等作用。碳化硅衬底由碳和硅元素组成的化合物半导体单晶材料,具有高硬度、高熔点、高热导率等优良特性,是制造碳化硅功率器件的关键原材料。

制备工艺复杂,技术壁垒高

碳化硅衬底的制备工艺复杂,生长速度慢,产出良率低,是碳化硅产业链亟待突破的最核心部分。制备过程中需要对温度和压力进行精确控制,生长温度通常在2300℃以上,且长晶速度慢,7天时间大约只能生长2cm的碳化硅晶棒。此外,碳化硅衬底的晶型要求高,只有少数几种晶体结构的单晶型碳化硅才可作为半导体材料,且切割加工难度大,导致成本高昂。

对器件性能的决定性影响

碳化硅衬底的电学性能决定了下游芯片功能与性能的优劣。高质量的碳化硅衬底能够减少器件的缺陷,提高器件的可靠性和稳定性。同时,衬底的尺寸越大,单位衬底可制造的芯片数量越多,单位芯片成本越低,有利于进一步降低碳化硅功率器件的成本。

三、外延的重要性

提升器件性能的关键环节

碳化硅外延片是在碳化硅衬底上生长一层有一定要求、与衬底晶相同的单晶薄膜(外延层)的碳化硅片。外延层的质量对碳化硅功率器件的性能具有重要影响。优质的碳化硅外延生长工艺不仅可以改进碳化硅衬底缺陷,还可以减少外延自身生长缺陷,大幅提升下游器件的良率和性能。

技术壁垒高,生产难度大

高质量的碳化硅外延片生产壁垒高,全球碳化硅器件下游需求旺盛,造成高质量碳化硅外延片供应紧俏。外延生长过程中需要精确控制生长条件,如温度、气体流量等,以确保外延层的均匀性和质量。此外,外延层的厚度、掺杂浓度等参数也需要精确控制,以满足不同器件的需求。

推动碳化硅行业高质量发展的基石

碳化硅外延片作为碳化硅器件成型的必备环节,具有不可或缺的重要作用。随着碳化硅功率器件在新能源汽车、光伏发电等领域的广泛应用,对高质量碳化硅外延片的需求不断增长。推动碳化硅外延技术的发展,不仅有助于提高碳化硅功率器件的性能和可靠性,还能降低生产成本,推动碳化硅行业的高质量发展。

四、衬底和外延对碳化硅功率器件产业链的影响

提升产业链附加值

从价值角度来看,碳化硅产业链附加值向上游集中,外延(含衬底)在碳化硅产业链中价值量较高。衬底和外延作为碳化硅产业链的上游环节,分别占碳化硅功率器件成本结构的47%和23%。因此,提升衬底和外延的质量和产量,有助于提升整个碳化硅产业链的附加值。

推动技术创新和产业升级

衬底和外延技术的发展是推动碳化硅功率器件技术创新和产业升级的关键。通过不断研发新的制备工艺和生长技术,提高衬底和外延的质量和产量,可以降低碳化硅功率器件的生产成本,提高器件的性能和可靠性,推动碳化硅功率器件在更广泛领域的应用。

促进产业链协同发展

碳化硅功率器件产业链上下游各环节相互依存、相互促进。衬底和外延作为产业链上游的关键环节,其发展状况直接影响到中游器件制造和下游应用领域的发展。因此,加强衬底和外延技术的研发和创新,有助于促进整个碳化硅功率器件产业链的协同发展。

五、结论

综上所述,衬底和外延在碳化硅功率器件上下游产业链中具有至关重要的地位。衬底作为碳化硅功率器件的基础材料,其质量和性能直接影响到器件的可靠性和稳定性;而外延作为提升器件性能的关键环节,其质量和产量对碳化硅功率器件的性能和成本具有重要影响。因此,加强衬底和外延技术的研发和创新,是推动碳化硅功率器件产业链高质量发展的关键所在。未来,随着碳化硅功率器件在新能源汽车、光伏发电等领域的广泛应用,对高质量衬底和外延的需求将不断增长,为碳化硅产业的发展带来新的机遇和挑战。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

近日,苏州赛迈测控技术有限公司(以下简称“赛迈测控”)完成了近亿元A轮融资,由十月资本、老股东毅达资本、元禾厚望等联合投资,彰显了资本市场对赛迈测控技术实力、发展潜力及仪器国产化替代路径的持续认可与坚定信心。

关键字: 仪器 半导体 消费电子

2025年9月8日 – 提供超丰富半导体和电子元器件™的业界知名新品引入 (NPI) 代理商贸泽电子 (Mouser Electronics) 是电源系统与物联网 (IoT) 领域知名半导体供应商英飞凌的全球授权代理商,...

关键字: 电源系统 物联网 半导体

在半导体行业的风云变幻中,英特尔公司近来可谓麻烦不断。

关键字: 英特尔 半导体 处理器

近日,美国商务部突然打出“组合拳”,先后撤销了三星、SK海力士、英特尔、台积电在中国大陆工厂的“经验证最终用户”(VEU)授权。对此,美国财经媒体认为,这实际上是美国强化对全球半导体产业链控制的重要一步。

关键字: 半导体

由CIOE中国光博会携手集成电路创新联盟主办,深圳市中新材会展有限公司与爱集微承办的SEMI-e深圳国际半导体展暨2025集成电路产业创新展将于2025年9月10-12日在深圳国际会展中心(宝安新馆)开幕。展会以 “IC...

关键字: 展会 半导体

2025年9月2日 – 提供超丰富半导体和电子元器件™的业界知名新品引入 (NPI) 代理商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开售Amphenol LTW的SnapQD液冷连接器。SnapQD连接...

关键字: 连接器 半导体 数据中心

从外部看,电子系统仿佛一个统一的学科或设备,各组成部分协同工作,浑然一体。然而揭开表象,其内在却是另一番景象:一个碎片化、多层次的世界——其中每一层都独立且复杂,衍生出各自特有的工具、专家、工作流程,甚至哲学体系。

关键字: 嵌入式 电子系统 半导体

欢迎莅临 SEMICON Taiwan 2025 英国馆 I3022/J3034 展位,2025年9月10日至12日 | 台北南港展览馆

关键字: 干簧继电器 半导体 电动汽车

挪威奥斯陆 – 2025年8月28日 – 在深圳会展中心(福田)举办的 elexcon2025 - 第 22 届深圳国际电子展 1 号馆 1L66 展位现场,Nordic Semiconductor (以下简称 “Nor...

关键字: 半导体 AI 双碳

深圳2025年8月26日 /美通社/ -- 2025年10月15—17日,第二届湾区半导体产业生态博览会(湾芯展2025)将在深圳会展中心(福田)盛大举办。本届展会持续放大交流展示、"双招双引"、商贸...

关键字: 半导体 TOP P30 半导体产业
关闭