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中国芯突破 碳化硅跃迁 全球格局生变

12英寸。碳化硅。中国突破。

这不仅仅是尺寸的变化。这是一场革命。半导体领域静悄悄却震撼的变革。中国科技企业正在重新定义全球碳化硅产业的规则和节奏。

原子世界的极致掌控

碳化硅的合成极其困难。高纯原料在2000多度的高温下分解成原子。在温度梯度的控制下“长”在籽晶上。晶体生长关键是不能“乱长”。只能长成“4H”这一种晶型。其他200多种都不行。

天岳先进董事长宗艳民坦言。“长”出一炉晶体。有几十个参数。每一个参数的调整都可能引发其他变化。他们就一个参数一个参数地调。一炉接一炉地试。经过几千次实验。终于成功了。

这种执着。这种专注。是中国半导体人最真实的写照。

大尺寸的巨大能量

为什么执着于12英寸？

答案很简单：降本增效。

12英寸衬底直径30厘米。8英寸仅20厘米。这不是简单放大。这是质的飞跃。12英寸衬底面积约为8英寸的2.25倍。单片晶圆芯片产出量跃升2倍以上。与6英寸晶圆相比。12英寸碳化硅晶圆可用面积提升约4倍。单位芯片成本降低30%-40%。

这意味着什么？新能源汽车续航提升10%。充电时间从几小时缩短到几分钟。碳化硅芯片用在风能、太阳能发电逆变器上。比硅基芯片功率密度提高3倍。体积减小40%-60%。损耗降低50%以上。一颗碳化硅芯片全生命周期内可减排1吨二氧化碳。

全面突破的技术版图

2025年。中国碳化硅产业捷报频传。

三月。天岳先进发布12英寸高纯半绝缘、p型碳化硅衬底。山西烁科晶体全球首发12英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底。

五月。晶盛机电子公司攻克12英寸导电型碳化硅单晶生长技术。

九月。科友半导体成功制备12英寸碳化硅晶锭。晶飞半导体突破12英寸碳化硅晶圆激光剥离技术。

从衬底材料到加工设备。从晶体生长到晶圆剥离。中国碳化硅产业链正在形成完整闭环。

精准切割的革命性突破

晶飞半导体的激光剥离技术尤其值得关注。

传统切割技术有材料损耗。新技术的激光剥离过程几乎无材料损耗。像手术刀一样精准。良率更高。损耗更少。

该技术实现了碳化硅晶锭减薄、激光加工、衬底剥离等过程的自动化。可大幅缩短衬底出片时间。适用于未来超大尺寸碳化硅衬底的规模化量产。

这项技术打破了国外厂商在大尺寸碳化硅加工设备领域的技术垄断。为我国半导体装备自主可控提供了重要支撑。

应用未来的无限可能

碳化硅的应用前景令人振奋。

新能源汽车是重要领域。碳化硅芯片能“武装”电动汽车。提升续航里程。缩短充电时间。

更令人惊喜的是AR眼镜。天岳先进的12英寸高纯半绝缘型碳化硅衬底产品。凭借良好光学性能优势。正在通过光波导技术路线。加速AR眼镜的产业化应用。随着光波导技术的进步与量产。高端AR眼镜将逐步变得更轻薄。

预计到2027年全球AR出货量将达到180万台。2030年中国AR眼镜出货量将接近五百万台。碳化硅将为这个快速增长的市场提供核心支撑。

全球格局的中国力量

全球碳化硅衬底市场格局已经发生显著变化。

2018年Wolfspeed以62%的市场份额占据绝对领先地位。到2024年。其在导电型碳化硅衬底市场的份额已降至33.7%。中国厂商天科合达和天岳先进已跃居全球第二、三位。2024年天岳先进全球碳化硅衬底的市场占有率为22.8%。位居国际第一梯队。

这些数字背后。是中国企业持续不断的技术创新和产业投入。

艰难历程与报国情怀

中国碳化硅的突破来之不易。

天岳先进成立于2010年。宗艳民学的是硅酸盐专业。一直怀着材料报国的梦想。2011年他决心买下山东大学的5个专利。押上全部身家。开启了他的“碳化硅”之旅。十多年间。无论遇到多大困难。他一直坚定地专注于碳化硅衬底这一个方向。

这种专注和坚持。正是中国半导体产业发展的缩影。

未来已来

碳化硅作为第三代半导体材料。是新能源汽车、5G通信、轨道交通等国家战略新兴产业的关键基础材料。随着人工智能及可穿戴设备等新兴领域的快速发展。碳化硅的高频、高功率、耐高温等性能优势进一步凸显。

中国碳化硅产业虽然起步较晚。但通过自主创新和自主研发。正在快速追赶甚至领跑。从材料到设备。从工艺到应用。中国碳化硅产业链正在形成完整闭环。

谁掌握了装备。谁就掌握了半导体产业的咽喉。现在。中国正在一步步掌握自己的命运。

突破技术壁垒。实现自主可控。降低成本。提升竞争力。中国碳化硅产业正在全球舞台上展现自己的力量。

这不是终点。而是新的起点。中国半导体产业的故事。正在由中国人自己书写。

未来可期。中国芯。