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2月27日，電科裝備官微宣布，旗下2所微電子裝備研究部研發(fā)的8英寸碳化硅單晶生長(zhǎng)爐已在2025年開年順利發(fā)往四川客戶現(xiàn)場(chǎng)。
這一進(jìn)展不僅彰顯了國(guó)產(chǎn)8英寸碳化硅單晶生長(zhǎng)爐在技術(shù)與應(yīng)用層面的實(shí)質(zhì)性突破，同時(shí)也標(biāo)志著8英寸碳化硅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速推進(jìn)。
隨著新能源汽車800V高壓平臺(tái)普及和光伏儲(chǔ)能需求激增，8英寸SiC襯底正從“實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證”轉(zhuǎn)向“規(guī)?；慨a(chǎn)”。據(jù)《2024碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》，目前全球共有33家SiC企業(yè)突破了8英寸晶體擴(kuò)徑生長(zhǎng)和晶片加工等關(guān)鍵技術(shù)難題，成功制備8英寸襯底。
但是，當(dāng)前8英寸碳化硅在單晶生長(zhǎng)環(huán)節(jié)上仍面臨擴(kuò)徑難、厚度不足、效率與品質(zhì)較低等問題，遏制了規(guī)模量產(chǎn)的進(jìn)程。
目前，SiC晶體的生長(zhǎng)方法主要有物理氣相傳輸法(PVT法)、高溫化學(xué)氣相沉積法(HTCVD法)、液相法等。其中，PVT法是已發(fā)展較為成熟，更適用于SiC產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)的方法。
早期，主流的PVT法主要采用中頻感應(yīng)加熱設(shè)備，但近年來電阻加熱式PVT系統(tǒng)逐漸嶄露頭角，并在8英寸SiC晶體生長(zhǎng)中逐漸展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)——
● 多段式電阻加熱設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)三維溫度場(chǎng)的精準(zhǔn)調(diào)控，有效緩解大尺寸晶體生長(zhǎng)過程中的邊緣翹曲缺陷；
● 通過石墨發(fā)熱體的直接輻射傳熱，能在2500℃高溫下保持更優(yōu)的溫場(chǎng)均勻性，為8英寸晶體的穩(wěn)定擴(kuò)徑提供關(guān)鍵工藝窗口。
來源：《2024碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》
鑒于電阻加熱式PVT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的東尼電子、乾晶半導(dǎo)體以及科友半導(dǎo)體等企業(yè)紛紛采用電阻法成功完成了8英寸SiC襯底產(chǎn)品的制備。而2025年以來，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商的突破也進(jìn)一步印證了這一技術(shù)路徑的可行性：
● 1月8日，晶馳機(jī)電宣布，旗下開發(fā)的8英寸SiC電阻式長(zhǎng)晶爐順利通過客戶驗(yàn)證，設(shè)備穩(wěn)定性和工藝穩(wěn)定性均滿足客戶需求，已開啟了小批量交付。
● 1月5日，晶晨科技在江蘇太倉市成功舉辦了碳化硅長(zhǎng)晶爐新品發(fā)布會(huì)暨簽約儀式，并在現(xiàn)場(chǎng)與客戶達(dá)成實(shí)際性訂單及戰(zhàn)略合作；該公司旗下第一款8英寸PVT長(zhǎng)晶爐（CG-R08）設(shè)備采用的就是電阻法路線。
● 1月6日，奧特維科技控股子公司松瓷機(jī)電自主研發(fā)的長(zhǎng)晶爐成功生長(zhǎng)出8英寸單晶，成為國(guó)內(nèi)第22家突破該尺寸的企業(yè)，采用電阻式熱場(chǎng)設(shè)計(jì)以降低邊緣翹曲缺陷。
除以上企業(yè)外，恒普技術(shù)、北方華創(chuàng)等廠商也在布局電阻法技術(shù)，“行家說三代半”在此作相關(guān)盤點(diǎn)：
1、恒普技術(shù)：
● 技術(shù)突破：已推出了電阻式 SiC晶體生長(zhǎng)技術(shù)新平臺(tái)，升級(jí)了電阻爐整套長(zhǎng)晶解決方案，目前已實(shí)現(xiàn)碳化鉭涂層、多孔石墨長(zhǎng)晶等關(guān)鍵輔助材料的研發(fā)并已達(dá)到世界主流水平，已批量供應(yīng)多家客戶。
● 核心創(chuàng)新：“軸徑分離”和與“一次傳質(zhì)”新工藝，并且通過獨(dú)特的爐腔設(shè)計(jì)，有效降低了電阻爐的電能消耗。
2、北方華創(chuàng)：
● 創(chuàng)新產(chǎn)品：AGF系列電阻式SiC長(zhǎng)晶爐專注于6英寸和8英寸導(dǎo)電型及高純度半絕緣型SiC晶體的生長(zhǎng)。
● 核心創(chuàng)新：采用創(chuàng)新的多加熱器設(shè)計(jì)，提供了靈活的工藝和熱場(chǎng)配置。其便捷的下裝載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了爐體的開啟與維護(hù)。同時(shí)，設(shè)備具備的高精度溫控和壓控功能，保障了工藝的穩(wěn)定性和高效性。
3、科友半導(dǎo)體：
布局進(jìn)展：自主完成了6、8英寸感應(yīng)式&電阻式晶體生長(zhǎng)爐研發(fā)，并且擁有一系列大尺寸低成本國(guó)產(chǎn)化的碳化硅襯底全產(chǎn)業(yè)鏈自主制備技術(shù)，包括原料提純、石墨涂層、籽晶處理、熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，成功實(shí)現(xiàn)6、8英寸碳化硅襯底較行業(yè)主流企業(yè)成本低30%-40%以上。
4、晶升股份：
● 技術(shù)突破：2024年10月推出可視化8英寸電阻法SiC單晶爐，引入實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)功率與壓力參數(shù)，使晶體良率提升20%以上。
● 核心創(chuàng)新：采用多加熱器獨(dú)立控制技術(shù)，優(yōu)化溫度梯度，長(zhǎng)晶功率降至25kW以下，解決熱場(chǎng)均勻性難題。
● 量產(chǎn)進(jìn)展：2024年7月，晶升股份第一批8英寸碳化硅長(zhǎng)晶設(shè)備在重慶完成交付，開啟了批量交付進(jìn)程。
電阻加熱PVT SCR950系列碳化硅單晶爐
5、優(yōu)晶光電：
● 技術(shù)路線：聚焦電阻爐熱場(chǎng)設(shè)計(jì)與能效優(yōu)化，通過梯度保溫結(jié)構(gòu)降低晶體翹曲率，兼容6-8英寸晶體生長(zhǎng)。
● 創(chuàng)新產(chǎn)品：第四代電阻法碳化硅長(zhǎng)晶設(shè)備——UKING ERH SiC RV4.0，該設(shè)備通過精確控制徑向溫度梯度及優(yōu)化軸向溫度梯度，顯著降低了晶體內(nèi)部的缺陷，提升了晶體生長(zhǎng)的良品率和重復(fù)性。
6、連城數(shù)控（連科半導(dǎo)體）：
● 核心創(chuàng)新：通過石墨電阻發(fā)熱，由熱輻射傳導(dǎo)石墨坩堝進(jìn)行加熱，可調(diào)整石墨加熱器的結(jié)構(gòu)，有效的進(jìn)行分區(qū)功率控制和溫場(chǎng)的控制，更適合生長(zhǎng)大尺寸的碳化硅晶體；具有成熟的熱場(chǎng)設(shè)計(jì)，有利于缺陷控制，并可配備多個(gè)加熱器并獨(dú)立控制，便于調(diào)整溫度梯度，目前已成功制備直徑超210毫米，厚度30毫米的8吋導(dǎo)電型SiC晶體，晶體表面光滑無缺陷。
● 商業(yè)化進(jìn)程：2024年11月，連科半導(dǎo)體的8英寸碳化硅電阻式長(zhǎng)晶爐在客戶現(xiàn)場(chǎng)完成批量驗(yàn)收。
電阻法長(zhǎng)晶技術(shù)如何能更好地賦能8吋SiC量產(chǎn)？行業(yè)友商還有哪些落地經(jīng)驗(yàn)和最新技術(shù)進(jìn)展分享？
“行家說三代半”誠邀大家來參加“2025年電動(dòng)交通&數(shù)字能源SiC技術(shù)應(yīng)用及供應(yīng)鏈升級(jí)大會(huì)”，該大會(huì)通過打造3場(chǎng)專題論壇和1場(chǎng)專場(chǎng)展覽，為碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈提供一個(gè)深度對(duì)話與分享的平臺(tái)。
本屆大會(huì)將于2025年5月15日在上海舉辦，將邀請(qǐng)8英寸SiC襯底、外延、晶圓和設(shè)備材料企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈核心玩家，共同探討碳化硅在新能源時(shí)代的發(fā)展脈絡(luò)，大會(huì)現(xiàn)已開放報(bào)名渠道，因會(huì)議名額有限，先到先得，歡迎各位行家掃碼報(bào)名參會(huì)，期待與你在上海相會(huì)！
