技术突破迭代——12英寸引领,碳化硅产业迈入规模化新阶段

近年来,全球碳化硅产业迎来技术爆发期,大尺寸晶片的突破成为推动产业规模化、低成本应用的关键抓手,其中12英寸(300毫米)碳化硅外延晶片的研发与量产,更是标志着碳化硅技术进入全新发展阶段,国产企业在这一领域的突破,打破了海外长期的技术垄断。
2025年末,我国碳化硅产业迎来里程碑式进展——厦门瀚天天成成功研发并全球首发12英寸碳化硅外延晶片,填补了全球该尺寸产品的技术空白,为产业规模化发展奠定了核心基础。这款12英寸外延晶片在核心性能上表现优异,外延层厚度不均匀性小于3%,掺杂浓度不均匀性控制在8%以内,芯片良率超过96%,完全满足高可靠性功率器件的应用需求。从产能效率来看,单片12英寸晶片可承载的芯片数量是6英寸产品的4.4倍、8英寸产品的2.3倍,能在相同生产工序下大幅提升芯片产出效率,直接推动下游功率器件制造成本降低30%以上。值得关注的是,该产品的成功开发得益于国内产业链的协同发力,核心生产设备与衬底材料均由国内企业提供,彰显了国产碳化硅产业链的协同能力提升。
在12英寸技术突破的同时,8英寸碳化硅衬底的产业化进程也在加速推进。国内头部企业天岳先进已实现8英寸碳化硅衬底量产,其独创的液相法制备工艺将晶体缺陷率大幅降低,8英寸导电型衬底良率达85%,较国际巨头高出20个百分点,并已通过英飞凌、博世等国际巨头认证。尽管目前8英寸衬底产能体量仍小于6英寸产品,且在良率、设备折旧等方面仍有优化空间,但凭借单位面积的成本摊薄优势,有望率先在新能源汽车领域实现大规模落地应用。
除了大尺寸晶片技术,碳化硅纤维领域也取得重要突破。中国科学院宁波材料技术与工程研究所成功研发出高结晶连续碳化硅纤维(NIMTE-S13),经第三方检测,该纤维平均拉伸强度达到2.4 GPa,拉伸模量为440 GPa,微晶尺寸大于40nm,氧含量低于0.5%,具备优异的耐高温、耐辐照和导热性能,有望在下一代核能系统等极端应用环境中发挥重要作用。
技术突破的背后,是全球产业链的协同升级。目前,国内企业在衬底、外延、器件等环节全面突破,中微公司、北方华创等本土厂家已推出用于SiC/GaN的MOCVD外延设备,晶盛机电的6—8英寸碳化硅长晶炉和切磨设备已批量供应国内客户,国产碳化硅产业链正逐步实现自主可控,推动产业从技术突破向规模化量产跨越。