SiC衬底行业报告：产业瓶颈亟待突破（26页）

行业报告下载 2021年12月02日 08:00 管理员

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。第一代半导体主要有硅和锗，广泛应用于集成电路等低压、低频、低功率场景。但是难以满足高功率及高频器件需求。砷化镓是第二代半导体材料的代表，是制作半导体发光二极管和通信器件的核心材料，但砷化镓材料的禁带宽度较小、击穿电场低且具有毒性，无法在高温、高频、高功率器件领域推广。第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为代表，与前两代半导体材料相比最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。碳化硅材料性能优越，下游应用广泛。碳化硅制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等特点，具有开关速度快、效率高的优势，可大幅降低产品功耗、提高能量转换效率并减小产品体积，下游应用广泛。目前碳化硅半导体主要应用于以 5G 通信、国防军工、航空航天为代表的射频领域和以新能源汽车、“新基建”为代表的电力电子领域，在民用、军用领域均具有明确且可观的市场前景。

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。通常采用物理气相传输法（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，最后制成相关器件。在 SiC 器件的产业链中，由于衬底制造工艺难度大，产业链价值量主要集中于上游衬底环节。衬底电学性能决定了下游芯片功能与性能的优劣。碳化硅衬底可分为两类：一类是具有高电阻率（电阻率≥105Ω·cm）的半绝缘型碳化硅衬底，另一类是低电阻率（电阻率区间为 15~30mΩ·cm）的导电型碳化硅衬底。半绝缘型衬底：指电阻率高于 105Ω〃cm 的碳化硅衬底，主要用于制造氮化镓微波射频器件，是无线通讯领域的基础性零部件。导电型衬底：指电阻率在 15~30mΩ〃cm 的碳化硅衬底。由导电型碳化硅衬底生长出的碳化硅外延片可进一步制成功率器件，广泛应用于新能源汽车、光伏、智能电网、轨道交通等领域。