碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈主要由襯底、外延、器件、應(yīng)用等環(huán)節(jié)組成。碳化硅晶片作為半導(dǎo)體襯底材料，根據(jù)電阻率不同可分為導(dǎo)電型、半絕緣型。導(dǎo)電型襯底可用于生長(zhǎng)碳化硅外延片，制成耐高溫、耐高壓的碳化硅二極管、碳化硅MOSFET等功率器件，應(yīng)用于新能源汽車(chē)、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域；半絕緣型襯底可用于生長(zhǎng)氮化鎵外延片，制成耐高溫、耐高頻的HEMT 等微波射頻器件，主要應(yīng)用于5G 通訊、衛(wèi)星、雷達(dá)等領(lǐng)域。
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
生產(chǎn)工藝流程及周期
碳化硅生產(chǎn)流程主要涉及以下過(guò)程：
1）單晶生長(zhǎng)，以高純硅粉和高純碳粉作為原材料形成碳化硅晶體；2）襯底環(huán)節(jié)，碳化硅晶體經(jīng)過(guò)切割、研磨、拋光、清洗等工序加工形成單晶薄片，也即半導(dǎo)體襯底材料；
3）外延片環(huán)節(jié)，通常使用化學(xué)氣相沉積（CVD）方法，在晶片上淀積一層單晶形成外延片；
4）晶圓加工，通過(guò)光刻、沉積、離子注入和金屬鈍化等前段工藝加工形成的碳化硅晶圓，經(jīng)后段工藝可制成碳化硅芯片；
5）器件制造與封裝測(cè)試，所制造的電子電力器件及模組可通過(guò)驗(yàn)證進(jìn)入應(yīng)用環(huán)節(jié)。
碳化硅產(chǎn)品從生產(chǎn)到應(yīng)用的全流程歷時(shí)較長(zhǎng)。以碳化硅功率器件為例，從單晶生長(zhǎng)到形成襯底需耗時(shí)1 個(gè)月，從外延生長(zhǎng)到晶圓前后段加工完成需耗時(shí)6-12 個(gè)月，從器件制造再到上車(chē)驗(yàn)證更需1-2 年時(shí)間。對(duì)于碳化硅功率器件IDM 廠(chǎng)商而言，從工業(yè)設(shè)計(jì)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為收入增長(zhǎng)的周期非常之長(zhǎng)，汽車(chē)行業(yè)一般需要4-5 年。
