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碳化硅产业链图谱
碳化硅产业链主要由衬底、外延、器件、应用等环节组成。碳化硅晶片作为半导体衬底材料,根据电阻率不同可分为导电型、半绝缘型。导电型衬底可用于生长碳化硅外延片,制成耐高温、耐高压的碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件,应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域;半绝缘型衬底可用于生长氮化镓外延片,制成耐高温、耐高频的HEMT 等微波射频器件,主要应用于5G 通讯、卫星、雷达等领域。
碳化硅产业链图谱
生产工艺流程及周期
碳化硅生产流程主要涉及以下过程:
1)单晶生长,以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料形成碳化硅晶体;2)衬底环节,碳化硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成单晶薄片,也即半导体衬底材料;
3)外延片环节,通常使用化学气相沉积(CVD)方法,在晶片上淀积一层单晶形成外延片;
4)晶圆加工,通过光刻、沉积、离子注入和金属钝化等前段工艺加工形成的碳化硅晶圆,经后段工艺可制成碳化硅芯片;
5)器件制造与封装测试,所制造的电子电力器件及模组可通过验证进入应用环节。
碳化硅产品从生产到应用的全流程历时较长。以碳化硅功率器件为例,从单晶生长到形成衬底需耗时1 个月,从外延生长到晶圆前后段加工完成需耗时6-12 个月,从器件制造再到上车验证更需1-2 年时间。对于碳化硅功率器件IDM 厂商而言,从工业设计、应用等环节转化为收入增长的周期非常之长,汽车行业一般需要4-5 年。
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