電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道8英寸碳化硅正在成為主流，大尺寸SiC襯底經(jīng)過近年來行業(yè)的迭代和發(fā)展，甚至已經(jīng)從8英寸逐漸發(fā)展至12英寸，近年有不少襯底廠商推出12英寸襯底，當(dāng)然部分是為了AR光波導(dǎo)鏡片等光學(xué)需求。

早在2024年11月，天岳先進(jìn)率先出手，發(fā)布了行業(yè)首款12英寸碳化硅襯底；一個月后，爍科晶體也宣布成功研制差距12英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底，并同期研制成功12英寸N型碳化硅單晶襯底；2025年3月，天科合達(dá)、晶盛機(jī)電等也展出了其12英寸SiC襯底；5月，南砂晶圓公開展示了12英寸導(dǎo)電型SiC襯底。

然而大尺寸SiC襯底并沒有止步，近日天成半導(dǎo)體宣布依托自主研發(fā)設(shè)備成功研制出14英寸碳化硅單晶材料，有效厚度達(dá)30mm。

14英寸碳化硅材料的核心應(yīng)用方向，是制造半導(dǎo)體設(shè)備核心部件，這也是當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈卡脖子的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，碳化硅部件市場幾乎由韓國、日本、歐洲供應(yīng)商壟斷，國產(chǎn)設(shè)備在核心材料環(huán)節(jié)長期受制于人。

碳化硅部件憑借密度高、熱傳導(dǎo)率高、彎曲強(qiáng)度大、彈性模數(shù)大的極致特性，可耐受晶圓外延、刻蝕等制造環(huán)節(jié)的強(qiáng)腐蝕性、超高溫惡劣環(huán)境，是等離子體刻蝕、外延生長、快速熱處

理、薄膜沉積等核心制造工藝環(huán)節(jié)的必備材料。

更大的晶錠尺寸意味著單片可加工的部件數(shù)量大幅提升，相較于傳統(tǒng)小尺寸材料，能有效降低30%以上的單位部件制造成本。

從12英寸到14英寸，并非簡單的尺寸放大，而是熱場控制、缺陷抑制、設(shè)備適配等多維度挑戰(zhàn)。天成半導(dǎo)體此次突破，不僅依托自主研發(fā)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了材料制備的跨越，更攻克了行業(yè)普遍面臨的三大核心技術(shù)難點(diǎn)。

碳化硅單晶生長采用PVT法，核心原理是通過高溫加熱使原料升華，再在籽晶表面冷凝結(jié)晶。尺寸每增大一寸，熱場分布的控制難度呈指數(shù)級上升；大尺寸碳化硅晶錠在生長、冷卻過程中，會因熱脹冷縮產(chǎn)生巨大內(nèi)應(yīng)力，極易導(dǎo)致晶體開裂，這是制約14英寸碳化硅量產(chǎn)的核心瓶頸；碳化硅單晶的純度直接決定器件性能，14英寸大尺寸晶錠的雜質(zhì)控制難度遠(yuǎn)高于12英寸。因此，這些問題都需要通過對設(shè)備的調(diào)優(yōu)、升級來解決。

另外，值得一提的是，碳化硅材料由于其超高熱導(dǎo)率的特性，在芯片先進(jìn)封裝、功率模塊散熱等領(lǐng)域仍有非常廣泛的應(yīng)用。未來隨著大尺寸碳化硅襯底的普及，將會繼續(xù)拓展碳化硅的應(yīng)用領(lǐng)域，未來將在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中起到更加關(guān)鍵的作用。