四川碳化硅衬底4寸n型

SiC碳化硅是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一：由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料。相比传统的硅材料（Si），碳化硅（SiC）的禁带宽度是硅的3倍；导热率为硅的4-5倍；击穿电压为硅的8-10倍；电子饱和漂移速率为硅的2-3倍。优势体现在：1)耐高压特性：更低的阻抗、禁带宽度更宽，能承受更大的电流和电压，带来更小尺寸的产品设计和更高的效率；2)耐高频特性：SiC器件在关断过程中不存在电流拖尾现象，能有效提高元件的开关速度（大约是Si的3-10倍），适用于更高频率和更快的开关速度；3)耐高温特性：SiC相较硅拥有更高的热导率，能在更高温度下工作。碳化硅被誉为下一代半导体材料，其具有众多优异的物理化学特性应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。四川碳化硅衬底4寸n型

碳化硅属于第三代半导体材料，在低功耗、小型化、高压、高频的应用场景有极大优势。第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为，与前两代半导体材料相比比较大的优势是较宽的禁带宽度，保证了其可击穿更高的电场强度，适合制备耐高压、高频的功率器件。碳化硅产业链分为衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用。通常采用物相传输法（PVT法）制备碳化硅单晶，再在衬底上使用化学气相沉积法（CVD法）等生成外延片，制成相关器件。在SiC器件的产业链中，由于衬造工艺难度大，产业链价值量主要集中于上游衬底环节。上海导电碳化硅衬底碳化硅作为新兴的战略先导产业，它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。

    碳化硅sic的电学性质SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多，这说明SiC材料制作的器件可承受很大的外加电压，具备很好的耐高特性。另外，击穿电场和热导率决定器件的最大功率传输能力。击穿电场对直流偏压转换为射频功率给出一个基本的界限，而热导率决定了器件获得恒定直流功率的难易程度。SiC具有优于Si和GaAs的高温工作特性，因为SiC的热导率和击穿电场均高出Si，GaAs好几倍，带隙也是GaAs，Si的两三倍。电子迁移率和空穴迁移率表示单位电场下载流子的漂移速度，是器件很重要的参数，会影响到微波器件跨导、FET的输出增益、功率FET的导通电阻以及其他参数。4H-SiC电子迁移率较大，但各向异性较弱；6H-SiC电子迁移率较小，但各向异性强。

    下游市场需求强劲，碳化硅衬底市场迎来黄金成长期导电型碳化硅衬底方面，受益于新能源汽车逆变器的巨大需求，将保持高速增长态势，根据中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟的数据显示，预计2020-2025年国内市场的需求，4英寸逐步从10万片市场减少到5万片，6英寸晶圆将从8万片增长到20万片；2025~2030年：4英寸晶圆将逐渐退出市场，6英寸晶圆将增长至40万片。半绝缘型碳化硅衬底方面，受下游5G基站强劲需求驱动，碳化硅基氮化镓高频射频器件将逐步加强市场渗透，市场空间广阔，预计2020-2025年国内市场的需求，4英寸逐步从5万片市场减少到2万片，6英寸晶圆将从5万片增长到10万片；2025~2030年：4英寸晶圆将逐渐退出市场，保守估计6英寸晶圆将增长至20万片。 SiC衬底吸收380纳米以下的紫外光，不适合用来研发380纳米以下的紫外LED。

SiC产业链包括上游的衬底和外延环节、中游的器件和模块制造环节，以及下游的应用环节。其中衬底的制造是产业链技术壁垒比较高、价值量比较大环节，是未来SiC大规模产业化推进的。1)衬底：价值量占比46%，为的环节。由SiC粉经过长晶、加工、切割、研磨、抛光、清洗环节终形成衬底。其中SiC晶体的生长为工艺，难点在提升良率。类型可分为导电型、和半绝缘型衬底，分别用于功率和射频器件领域。外延：价值量占比 23%。本质是在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产的条件。 具体分为：导电型 SiC 衬底用于 SiC 外延，进而生产功率器件用于电动汽车以及新 能源等领域。半绝缘型 SiC 衬底用于氮化镓外延，进而生产射频器件用于 5G 通信等 领域。6H-SiC结构**为稳定，适用于制造光电子器件。上海碳化硅衬底进口半绝缘

p-SiC电子迁移率比较高，饱和电子漂移速度**快，击穿电场**强，较适宜于制造高温、大功率、高频器件等。四川碳化硅衬底4寸n型

因此，对于牵引逆变器，从IGBT转移到SiCMOSFET是有意义的。但这并不是那么简单，因为成本在等式中起着重要作用。然而，特斯拉已经采取了冒险行动。该公司在其型号3中使用了意法半导体公司的SiCMOSFET，并补充说特斯拉也在使用其他供应商。其他汽车制造商也在探索这项技术，尽管出于成本考虑，大多数原始设备制造商并未加入这一行列。不过，有几种方法可以实现从IGBT到SiCMOSFET的切换。根据Rohm的说法，有两种选择：•将IGBT保留在系统中，但将硅二极管更换为SiC二极管。•用SiC基MOSFET和二极管替换硅基IGBT和二极管。四川碳化硅衬底4寸n型

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