碳化硅襯底可分為兩類:一類是具有高電阻率(電阻率≥105Ω·cm)的半絕緣型碳化硅襯底,另一類是低電阻率(電阻率區間為15~30mΩ·cm)的導電型碳化硅襯底。國內供需仍存缺口,有效產能不足。我國2020年碳化硅導電型襯底產能約40萬片/年(約當4英寸)、外延片折合6英寸22萬片/年、器件26萬片/年;半絕緣型襯底折算4英寸產能近18萬片/年。受限于良率及技術影響,目前國內實際項目投產較為有限,實際產能開出率較低。隨著新能源汽車、5G等下游應用市場的快速起量,國內現有產品供給無法滿足需求,目前第三代半導體主要環節國產化率仍然較低,超過80%的產品要靠進口。碳化硅是發展第3代半導體產業的關鍵基礎材料。進口4寸led碳化硅襯底
經過數十年不懈的努力,目前,全球只有少數的大學和研究機構研發出了碳化硅晶體生長和加工技術。在產業化方面,只有以美國Cree為**的少數幾家能夠提供碳化硅晶片,國內的碳化硅晶片的需求全賴于進口。目前,全球市場上碳化硅晶片價格昂貴,一片2英寸碳化硅晶片的國際市場價格高達500美元(2006年),但仍供不應求,高昂的原材料成本占碳化硅半導體器件價格的百分之四十以上,碳化硅晶片價格已成為第三代半導體產業發展的瓶頸。因而,采用技術的碳化硅晶體生長技術,實現規模化生產,降低碳化硅晶片生產成本,將促進第三代半導體產業的迅猛發展,拓展市場需求。6寸碳化硅襯底ledSiC襯底吸收380納米以下的紫外光,不適合用來研發380納米以下的紫外LED。
N型碳化硅襯底材料是支撐電力電子行業發展必不可少的重要材料。其耐高壓、耐高頻等突出的物理特性可以廣泛應用于大功率高頻電子器件、電動汽車PCU、光伏逆變、軌道交通電力控制系統等領域,起到減小體積簡化系統,提升功率密度的作用,發光二極管(LED)是利用半導體中電子與空穴復合發光的一種電子元器件,是一種節能環保的冷光源。SiC材料具有與GaN晶格失配小、熱導率高、器件尺寸小、抗靜電能力強、可靠性高等優點是GaN系外延材料的理想襯底,由于其良好的熱導率,解決了功率型GaN-LED器件的散熱問題,特別適合制備大功率的半導體照明用LED,這樣提高了出光效率,又能有效的降低能耗。
碳化硅襯底主要有導電型及半絕緣型兩種。其中,在導電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片,可進一步制成碳化硅功率器件,應用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等領域;在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層可以制得碳化硅基氮化鎵外延片,可進一步制成微波射頻器件,應用于5G通訊、雷達等領域。中國碳化硅襯底領域的研究從20世紀90年代末開始,在行業發展初期受到技術水平、設備規模產能的限制,未能進入工業化生產。21世紀,中國企業歷經20年的研發與摸索,已經掌握了2-6英寸碳化硅襯底的生產加工技術。碳化硅半導體是新一代寬禁帶半導體。
碳化硅SiC的應用前景 由于SiC具有上述眾多優異的物理化學性質,不僅能夠作為一種良好的高溫結構材料,也是一種理想的高溫半導體材料。近20年,伴隨薄膜制備技術的高速發展,SiC薄膜已經被***應用于保護涂層、光致發光、場效應晶體管、薄膜發光二極管以及非晶Si太陽能電池的窗口材料等。另外,作為結構材料的SiC薄膜還被認為是核聚變堆中比較好的防護材料,在不銹鋼基體上沉積一層SiC薄膜,可以**地降低氚的滲透率,并保持聚變反應的穩定性。總結起來,SiC具有以下幾個方面的應用:(1)高的硬度與熱穩定性,可用于***涂層;(2)穩定的結構,在核反應技術中用作核聚變堆等離子體的面對材料:(3)大的禁帶寬度,可作為光的短波長區域發光材料。例如,3C-SiC的Eg=2.2eV,6H-SiC的Eg=2.9eV可分別用作綠色、藍色LED材料,目前SiC藍光LED已經商品化;(4)高的熱導率,可作為超大規模集成電路和特大規模集成電路的熱沉材料碳化硅功率器件更突出的潛力是在超高耐壓大容量功率器件(HVPD)領域。進口4寸led碳化硅襯底
目前商用碳化硅外延設備生長速率一般為每小時10μm,且不能持續生長。進口4寸led碳化硅襯底
碳化硅襯底材料是新的一代半導體材料,其應用領域具有較強的戰略意義。中國正逐步成長為全球寬禁帶半導體材料生產的主要競爭市場之一。碳化硅襯底短期內依然會面臨制備難度大、成本高昂的挑戰,目前碳化硅功率器件的價格仍數倍于硅基器件,下游應用領域仍需平衡碳化硅器件的高價格與因碳化硅器件的優越性能帶來的綜合成本下降之間的關系。碳化硅半導體主要應用于以5G通信、**、航空航天為的射頻領域和以新能源汽車、“新基建”為的電力電子領域,在民用、領域均具有明確且可觀的市場前景作者:見微數據鏈接:源:雪球著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。風險提示:本文所提到的觀點只個人的意見,所涉及標的不作推薦,據此買賣,風險自負。 進口4寸led碳化硅襯底
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