全球碳化硅单晶片产量分析 大尺寸碳化硅单晶成为发展趋势

全球碳化硅单晶片产量分析

在5G、新能源汽车等产业快速发展推动下，碳化硅单晶需求持续增长，数据显示，2021年全球碳化硅单晶片产量达到19万片左右。2021年在全球市场中，4英寸碳化硅单晶平均单价在2500元左右，6英寸碳化硅单晶平均单价在7000元左右，若8英寸大尺寸碳化硅单晶投入市场，其平均单价将达到万元以上。大尺寸碳化硅单晶在降低下游企业成本的同时，可提高生产企业的核心竞争力，提升其盈利能力。

大尺寸碳化硅单晶成为发展趋势

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料，具有高频、高压、大功率、低功耗的优点。单晶状态的碳化硅即为碳化硅单晶，是重要的宽禁带半导体材料，主要包括3C、4H、6H等异构体。碳化硅单晶制备得到的氮化硅衬底，是制造碳化硅器件的关键基础材料，为降低碳化硅器件生产成本，大尺寸碳化硅单晶成为发展趋势。

据中研普华产业研究院出版的《2022-2027年中国碳化硅单晶片行业发展趋势及投资风险研究报告》统计分析显示：

碳化硅晶片的主要应用领域有LED固体照明和高频率器件。该材料具有高出传统硅数倍的禁带、漂移速度、击穿电压、热导率、耐高温等优良特性，在高温、高压、高频、大功率、光电、抗辐射、微波性等电子应用领域和航天、军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。国内独家碳化硅单晶供应商，在研发、技术、市场开发及商业运作等方面处绝对领先地位，已成功掌握76mm(3英寸)超大宝石级SiC2晶体生长核心技术工艺，达到国际2001年先进水平。

碳化硅产业链分析

半导体芯片分为集成电路和分立器件，但不论是集成电路还是分立器件，其基本结构都可划分为“衬底-外延-器件”结构。

碳化硅产业链也可分为三个环节：分别是上游衬底，中游外延片和下游器件制造。

碳化硅单晶衬底企业主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等。其中CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线。

国内企业也在积极研发和探索碳化硅器件的产业化，已经形成相对完整的碳化硅产业链体系。中国企业在单晶衬底方面以4英寸为主，目前已经开发出了6英寸导电性SiC衬底和高纯半绝缘SiC衬底。以天科合达和山东天岳为主的SiC晶片厂商发展速度较快，市占率提升明显。三安光电在SiC方面也在深度布局。

山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能均已完成6英寸衬底的研发，中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。华润微拥有3条6英寸产线和一条正在建设的12英寸产线，并拥有国内首条实现商用量产的6英寸碳化硅晶圆生产线。露笑科技2020年引进碳化硅重磅研发团队并联合合肥政府共同投资碳化硅。

2021年10月，中科院物理所团队在自研衬底上生长出8英寸大尺寸碳化硅单晶。这表明我国大尺寸碳化硅单晶研制能力已经达到国际先进水平，未来实现产业化转化后，将提升我国碳化硅单晶行业国际竞争力，推动我国碳化硅器件行业发展速度进一步加快。

据了解，天达晶阳碳化硅单晶体项目的首个试验点总投资7337.4万元，主要用于生产4英寸的碳化硅晶片。目前，已经投放使用54台单晶生长炉，年产量达到1.2万片，产值3500万元。

近日，河北天达晶阳半导体技术股份有限公司(简称“天达晶阳”)碳化硅晶片项目传来了新动态。为进一步提高碳化硅晶片的产量，天达晶阳将再投资7.31亿元，建设(拥有)400台套完整(设备)的碳化硅晶体生产线。届时，4-8英寸碳化硅晶片的年产能将达到12万片。

天达晶阳项目负责经理韩志安介绍，产品应用后能够提高能量的转换效率30%，大大减少了电能损耗，目前我们公司的产品已经被越来越多的知名企业所接受和应用，比如华为，比亚迪等。

日前，云南锗业在互动平台表示，公司与中科院半导体所成立联合实验室，以大直径低位错密度锗、砷化镓、磷化铟、碳化硅单晶材料制备及其应用为重点研究方向，深入开展锗、砷化镓、磷化铟、碳化硅单晶材料生长制备技术、材料物性检测分析、光电子微电子器件研发等应用技术方面研究。

云南锗业表示，“十四五”期间，公司在做好原有锗材料产品供应同时，将加大现有非锗半导体材料、红外级锗产品、光伏级锗产品等高附加值产品的研发投入，实现由锗矿初级资源提供商向锗资源深加工商转型升级。

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