电子发烧友网综合报道 8英寸碳化硅正在成为主流，大尺寸SiC衬底经过近年来行业的迭代和发展，甚至已经从8英寸逐渐发展至12英寸，近年有不少衬底厂商推出12英寸衬底，当然部分是为了AR光波导镜片等光学需求。 早在2024年11月，天岳先进率先出手，发布了行业首款12英寸碳化硅衬底；一个月后，烁科晶体也宣布成功研制差距12英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底，并同期研制成功12英寸N型碳化硅单晶衬底；2025年3月，天科合达、晶盛机电等也展出了其12英寸SiC衬底；5月，南砂晶圆公开展示了12英寸导电型SiC衬底。 然而大尺寸SiC衬底并没有止步，近日天成半导体宣布依托自主研发设备成功研制出14英寸碳化硅单晶材料，有效厚度达30mm。 14 英寸碳化硅材料的核心应用方向，是制造半导体设备核心部件，这也是当前全球半导体产业链卡脖子的关键环节。目前，碳化硅部件市场几乎由韩国、日本、欧洲供应商垄断，国产设备在核心材料环节长期受制于人。 碳化硅部件凭借密度高、热传导率高、弯曲强度大、弹性模数大的极致特性，可耐受晶圆外延、刻蚀等制造环节的强腐蚀性、超高温恶劣环境，是等离子体刻蚀、外延生长、快速热处理、薄膜沉积等核心制造工艺环节的必备材料。 更大的晶锭尺寸意味着单片可加工的部件数量大幅提升，相较于传统小尺寸材料，能有效降低 30% 以上的单位部件制造成本。 从 12 英寸到 14 英寸，并非简单的尺寸放大，而是热场控制、缺陷抑制、设备适配等多维度挑战。天成半导体此次突破，不仅依托自主研发设备实现了材料制备的跨越，更攻克了行业普遍面临的三大核心技术难点。 碳化硅单晶生长采用 PVT 法，核心原理是通过高温加热使原料升华，再在籽晶表面冷凝结晶。尺寸每增大一寸，热场分布的控制难度呈指数级上升；大尺寸碳化硅晶锭在生长、冷却过程中，会因热胀冷缩产生巨大内应力，极易导致晶体开裂，这是制约 14 英寸碳化硅量产的核心瓶颈；碳化硅单晶的纯度直接决定器件性能，14 英寸大尺寸晶锭的杂质控制难度远高于 12 英寸。因此，这些问题都需要通过对设备的调优、升级来解决。 另外，值得一提的是，碳化硅材料由于其超高热导率的特性，在芯片先进封装、功率模块散热等领域仍有非常广泛的应用。未来随着大尺寸碳化硅衬底的普及，将会继续拓展碳化硅的应用领域，未来将在半导体产业链中起到更加关键的作用。
