问题:关键衬底长期受制于人、供需矛盾制约下游放量 碳化硅属于第三代半导体核心材料,具备耐高温、耐高压、低损耗等特性,适用于新能源汽车电驱与充电系统、光伏与储能逆变器、轨道交通牵引、电网高压直流、5G通信与雷达等场景。近年来我国对应的应用快速增长,对高质量碳化硅衬底需求攀升。然而更大尺寸衬底上——国际供应格局相对集中——价格与交付节奏易受外部因素扰动,成为产业链关注的薄弱环节。 原因:大尺寸化难度陡增,考验设备、工艺与质量控制体系 从6英寸、8英寸迈向12英寸,并非简单“放大”。晶体直径增大后,热场均匀性、应力控制、缺陷抑制、掺杂稳定性等难题更加突出,晶体内部微管、位错等缺陷控制以及后续切磨抛、外延匹配和检测评价体系都要同步升级。此次企业宣布完成“从长晶到衬底”的全流程开发测试,意味着不仅单点环节取得样品成果,也在工艺链条衔接、设备参数与质量管理上迈出一步,为后续产业化验证奠定基础。 影响:提升国内供给韧性,推动下游降本增效与规模扩张 业内普遍认为,衬底尺寸提升有助于在单片上切割出更多晶圆,提高单位产出,摊薄制造成本,并与先进制造环节的规模化需求相匹配。若12英寸碳化硅衬底实现稳定量产并达到一致性要求,将在三上产生带动效应:一是增强关键材料自主供给能力,降低供应波动对新能源汽车、光伏储能等产业节奏的影响;二是通过成本下行与良率提升,促进碳化硅器件在更广车型、更多功率等级的渗透;三是推动国内装备、耗材、检测与外延等配套环节协同升级,带动形成更完整的产业生态。 对策:以“产业化指标”为导向推进验证,强化协同与标准建设 需要看到,样品制备与批量稳定供货之间仍有距离。下一阶段关键在于围绕良率、缺陷密度、一致性、交付能力等产业化指标开展系统验证:其一,建设中试与试生产能力,推动工艺窗口固化与可复制;其二,与器件厂、外延厂及终端客户开展联合验证,形成从衬底到器件再到整机的闭环评价;其三,完善检测计量与质量追溯体系,提升批次稳定性;其四,持续推进关键装备、粉料与辅材的国产配套,降低综合制造成本并增强供应链安全;其五,推动行业标准与应用规范建设,减少上下游因指标口径不一致带来的磨合成本。 前景:大尺寸化将成竞争焦点,国产化进程有望加速但需稳扎稳打 随着新能源汽车高压平台、快充技术与光伏储能持续发展,碳化硅器件需求仍将增长,衬底大尺寸化与高质量供给能力将成为行业竞争焦点。此次12英寸碳化硅单晶样品及工艺贯通的进展,传递出我国在大尺寸碳化硅领域加速追赶的积极信号。展望未来,谁能率先实现稳定量产、持续降本并与客户需求深度绑定,谁就更可能在新一轮产业扩张中获得主动。但同时也要警惕“从可做到可量产”的爬坡周期,只有把可靠性、规模交付与成本优势真正落到实处,成果才能转化为长期竞争力。
第三代半导体技术的突破,是我国科技自立自强的实践成果;从跟随到并跑——再到部分领域实现领跑——该进程体现着科研人员的努力和产业界的投入。随着更多核心技术突破和产业化进程加快,我国有望在全球半导体产业格局中占据更重要的位置,为经济高质量发展提供技术支撑。这不仅是一家企业的成功,更是整个产业链协同创新的成果。