國內碳化硅功率器件離正式量產還有一段距離[ 09-22 16:16 ]

碳化硅生產過程主要包括碳化硅單晶生長、外延層生長及器件制造三大步驟，對應的是碳化硅產業鏈襯底、外延、器件三大環節。 我們把SiC器件發展分為三個發展階段，2019-2021年初期，特斯拉等新能源汽車開始試水搭載SiC功率器件；2022-2023年為拐點期，SiC在新能源汽車領域的應用已經達到了批量生產的臨界區域，并且充電基礎設施、5G基站、工業和能源等應用逐步采用SIC器件；2024-2026年為爆發期，SIC加速滲透，在新能源汽車、充電基礎設施、5G基站、工業和能源等得到廣泛應用。 當前，碳化硅MOS

國內碳化硅外延的難點[ 09-21 15:14 ]

當前外延主要以4英寸及6英寸為主，大尺寸碳化硅外延片占比逐年遞增。碳化硅外延尺寸主要受制于碳化硅襯底尺寸，當前6英寸碳化硅襯底已經實現商用，因此碳化硅襯底外延也逐漸從4英寸向6英寸過渡。在未來幾年里，大尺寸碳化硅外延片占比會逐年遞增。由于4英寸碳化硅襯底及外延的技術已經日趨成熟，因此，4英寸碳化硅外延晶片已不存在供給短缺的問題，其未來降價空間有限。此外，雖然當前國際先進廠商已經研發出8英寸碳化硅襯底，但其進入碳化硅功率器件制造市場將是一個漫長的過程，隨著8英寸碳化硅外延技術的逐漸成熟，未來可能會出現8英寸碳化硅功率

國內碳化硅襯底的難點[ 09-20 16:11 ]

當前，國內廠商碳化硅襯底生產的技術指標與國際主流廠商相比仍有明顯差距。碳化硅襯底正在不斷向大尺寸的方向發展，目前行業內公司主要量產襯底尺寸集中在4英寸及6英寸。在最新技術研發儲備上，以行業領先者WolfSpeed公司的研發進程為例，WolfSpeed公司已成功研發8英寸產品。為提高生產效率并降低成本，大尺寸是碳化硅襯底制備技術的重要發展方向，襯底尺寸越大，單位襯底可制造的芯片數量越多，單位芯片成本越低；襯底的尺寸越大，邊緣的浪費就越小，有利于進一步降低芯片的成本。由于現有的6英寸的硅晶圓產線可以升級改造用于生產Si

碳化硅功率器件的性能優勢[ 09-19 17:07 ]

碳化硅在半導體中存在的主要形式是作為襯底材料，基于其優良的特性，碳化硅襯底的使用極限性能優于硅襯底，可以滿足高溫、高壓、高頻、大功率等條件下的應用需求，當前碳化硅襯底已應用于射頻器件及功率器件。碳化硅器件優點如下： （1）耐高壓。擊穿電場強度大，是硅的10倍，用碳化硅制備器件可以極大地提高耐壓容量、工作頻率和電流密度，并大大降低器件的導通損耗。所以在實際應用過程中，與硅基相比可以設計成更小的體積，約為硅基器件的1/10。 （2）耐高溫。半導體器件在較高的溫度下，會產生載流子的本征激發現象，造成器件失效。

三種生長SiC單晶用SiC粉體制備方法的優缺點[ 09-08 17:45 ]

生長SiC單晶用的SiC粉體純度要求很高，其中雜質含量應至少低于0.001%。在眾多SiC粉合成方法中，氣相法通過控制氣源中的雜質含量可以獲得純度較高的SiC粉體；液相法中只有溶膠-凝膠法可以合成純度滿足單晶生長需要的SiC粉體；固相法中的改進自蔓延高溫合成法是目前使用范圍最廣，合成工藝最成熟的SiC粉體的制備方法。 目前合成單晶生長用高純SiC的方法并不多，以CVD法和改進的自蔓延合成法為主，其中氣相法合成的粉體多為納米級，生產效率低，無法滿足工業需求；同時，固相法制備過程的眾多雜質中，N元素的含量一直

碳化硅晶圓生產用高純碳化硅粉制備方法[ 09-07 15:41 ]

生長SiC單晶用的SiC粉體純度要求很高，其中雜質含量應至少低于0.001%。在眾多SiC粉合成方法中，氣相法通過控制氣源中的雜質含量可以獲得純度較高的SiC粉體；液相法中只有溶膠-凝膠法可以合成純度滿足單晶生長需要的SiC粉體；固相法中的改進自蔓延高溫合成法是目前使用范圍最廣，合成工藝最成熟的SiC粉體的制備方法。 一、氣相法 1.化學氣相沉積法（CVD法） CVD法是通過氣體的高溫反應得到超細、高純的SiC粉體，其中Si源一般選擇SiH4和SiCl4等，C源一般選擇CH4、C2H2和CCl4等

碳化硅粉在碳化硅晶圓生產中的應用[ 09-06 16:39 ]

碳化硅晶圓的生產，是先要制備碳化硅襯底，目前其制備多采用改進Lely法、高溫CVD法和溶液法，其中以改進Lely法為主流。 Lely法，又稱升華法，其基本原理是：在空心圓筒狀石墨坩堝中（最外層石墨坩堝，內置多孔石墨環），將具有工業級純度的碳化硅粉料投入坩堝與多孔石墨環之間加熱到2500℃，碳化硅在此溫度下分解與升華，產生一系列氣相物質比如硅單晶、Si2C和SiC2等。由于坩堝內壁與多孔石墨環之間存在溫度梯度，這些氣相物質在多孔石墨環內壁隨機生成晶核。但Lely法產率低，晶核難以控制，而且會形成不同結構，尺寸也

碳化硅功率器件的多功能集成封裝技術和散熱技術介紹[ 09-03 16:45 ]

碳化硅器件的出現推動了電力電子朝著小型化的方向發展，其中集成化的趨勢也日漸明顯。瓷片電容的集成較為常見，通過將瓷片電容盡可能靠近功率芯片可有效減小功率回路寄生電感參數，減小開關過程中的震蕩、過沖現象。但目前瓷片電容不耐高溫，所以并不適宜于碳化硅的高溫工作情況。 驅動集成技術也逐漸引起了人們的重視，三菱、英飛凌等公司均提出了SiC智能功率模塊(IPM)，將驅動芯片以及相關保護電路集成到模塊內部，并用于家電等設備當中。此外，還有EMI濾波器集成，溫度、電流傳感器集成、微通道散熱集成等均有運用到碳化硅封裝設計當中。

碳化硅功率器件的高溫封裝技術介紹[ 09-02 17:02 ]

在進行芯片正面連接時可用銅線替代鋁線，消除鍵合線與DBC銅層之間的熱膨脹系數差異，極大地提高模塊工作的可靠性。此外，鋁帶、銅帶連接工藝因其更大的截流能力、更好的功率循環以及散熱能力，也有望為碳化硅提供更佳的解決方案。 錫片或錫膏常用于芯片和DBC板的連接，焊接技術非常成熟而且簡單，通過調整焊錫成分比例，改進錫膏印刷技術，真空焊接減小空洞率，添加還原氣體等可實現極高質量的焊接工藝。但焊錫熱導率較低，且會隨溫度變化，并不適宜SiC器件在高溫下工作。此外，焊錫層的可靠性問題也是模塊失效的一大原因。 燒結銀連接

碳化硅功率器件的低雜散電感封裝技術介紹[ 09-01 16:56 ]

目前已有的大部分商用SiC器件仍采用傳統Si器件的封裝方式。傳統封裝技術成熟，成本低，而且可兼容和替代原有Si基器件。但傳統封裝結構導致其雜散電感參數較大，在碳化硅器件快速開關過程中造成嚴重電壓過沖，也導致損耗增加及電磁干擾等問題。 而雜散電感的大小與開關換流回路的面積相關。其中，金屬鍵合連接方式、元件引腳和多個芯片的平面布局是造成傳統封裝換流回路面積較大的關鍵影響因素。消除金屬鍵合線可以有效減小雜散電感值，將其大小控制在5nH以下。下面就其中典型的封裝結構分別進行介紹。 ①單管翻轉貼片封裝 阿肯

什么是SiCf/SiC復合材料[ 08-30 16:24 ]

SiCf/SiC陶瓷基復合材料是指在SiC陶瓷基體中引入SiC纖維作為增強材料，形成以引入的SiC增強纖維為分散相，以SiC陶瓷基體為連續相的復合材料。SiCf/SiC陶瓷基復合材料保留了SiC陶瓷耐高溫、高強度、抗氧化、耐腐蝕、耐沖擊的優點，同時兼具SiC纖維增強增韌作用，克服了SiC陶瓷斷裂韌性低和抗外部沖擊載荷性能差的先天缺陷。SiCf/SiC復合材料作為一種綜合性能優異的高溫熱結構材料，在航空、航天、核能、汽車等領域具有廣泛的應用前景，成為目前各個西方國家的研究熱點。

C/SiC陶瓷基復合材料應用[ 08-29 17:21 ]

碳纖維不僅具有密度低、比強度高、耐磨、耐腐蝕、導電、導熱、摩擦系數低等特性，而且還具備十分優異的高溫力學性能，其在惰性氣氛、2000℃以上環境中，力學性能仍然不下降。但其高溫抗氧化性較差，因此通常與金屬、陶瓷、樹脂等復合，制備應用于航空航天、軍事工業等尖端技術領域的先進復合材料。 在熱結構陶瓷基復合材料領域中，碳化硅以其優異的高溫力學性能（強度、抗氧化性、抗蠕變性等）、低的熱膨脹系數和摩擦系數、優良的導熱和導電性，成為基體材料的主要候選之一。然而SiC陶瓷的缺點是脆性較大。 C/SiC陶瓷基復合材料通過

SiC晶圓材料主要加工工藝[ 08-13 15:29 ]

碳化硅(SiC)材料具有尺寸穩定性好、彈性模量大、比剛度大、導熱性能好和耐腐蝕等性能，廣泛應用于半導體、光學鏡面、機械密封等現代工業領域，許多領域往往對其表面加工質量有較高的要求，SiC的表面平坦化質量直接影響制件性能，決定了制件的成品率。隨著SiC的應用和發展逐步廣泛和深入，其加工精度要求日益增長。但SiC屬于典型的脆硬性材料，其平坦化加工時在力的作用下易產生微裂紋，亞表層缺陷多，使得該材料面臨加工效率低、加工困難及加工成本居高不下等問題，制約了其大規模應用和推廣。 目前SiC材料加工工藝主要有以下幾道工序

Al2O3-SiC-C澆注料中碳氧化的問題[ 08-10 11:30 ]

高爐煉鐵是鋼鐵工業普遍采用的煉鐵工藝流程。在相當長時間內，高爐煉鐵仍將是煉鐵工藝的首*選。高爐出鐵溝是鐵水和爐渣熔化后的必要通道。高爐出鐵溝澆注料是保障高爐出鐵溝出鐵安全、穩定、高效運行的基礎，延長高爐出鐵溝澆注料的使用壽命可以有效降低煉鐵成本和提高生產效率。因此，它是煉鐵工藝中的基礎和關鍵耐火材料之一。 由于出鐵溝頻繁受到高溫鐵水和熔渣的機械沖蝕和侵蝕，所以出鐵溝澆注料必須具有優良的抗熱沖擊性和抗渣性。Al2O3-SiC-C澆注料因具有良好的抗侵蝕性和抗熱震性等優點，是當今國內外高爐出鐵溝工作襯的普遍選擇。Al

碳化硅器件被譽為帶動“新能源革命”的“綠色能源器件”[ 07-19 16:23 ]

2018年，特斯拉在Model3電驅主逆變器上，率先采用了意法半導體供應的650VSiCMOSFET器件，碳化硅器件開始逐漸成為市場發展的熱點。碳化硅為代表的第三代半導體是支撐新能源汽車發展的關鍵技術之一。其中碳化硅功率模塊是新能源汽車電機驅動系統的關鍵部件，具備耐高壓、耐高溫、高開關頻率、低開關損耗等特點，對整車的主要技術指標和整體性能有著重要影響。 碳化硅SiC是高溫、高頻、抗輻射、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。由于碳化硅功率器件可顯著降低電子設備的能耗，因此碳化硅器件也被譽為帶動“新

SiC“上車”到底用在電動汽車哪些地方？[ 07-14 17:53 ]

SiC器件具備的卓越性能，使其成為HEV電力驅動裝置中的理想器件，可以顯著減小電力電子驅動系統的體積、重量和成本，提高電機驅動的功率密度，從而增加電動車的行駛里程。此外，電動汽車有各種電能變換的需求，采用碳化硅器件能夠大幅度縮小裝備的體積，并顯著降低損耗。因此，不管是應用在電動汽車充電樁、電控模塊還是車載充電模塊上，碳化硅技術都能帶來較大的優勢。 （1）SiC器件在EV/HEV上的應用主要包括電機驅動系統逆變器、電源轉換系統（車載DC/DC）、電動汽車車載充電系統（OBC）及非車載充電樁等方面。電驅動系統作為

碳化硅陶瓷精密結構部件制備工藝[ 07-07 15:39 ]

采用碳化硅作為光刻機等集成電路關鍵裝備用精密結構件材料具有極大的優勢。但是傳統的陶瓷制備工藝如注漿、干壓等很難實現諸如光刻機工作臺這類復雜部件的制備。為此，中國建材總院研發出一系列成型、燒結技術，解決了采用碳化硅材料制作此類部件的國產化問題。 碳化硅陶瓷具有高強度、高硬度、高彈性模量、高比剛度、高導熱系數、低熱膨脹系數等優良性能，是一種理想的高性能結構材料，但將其應用于制備具有“大、厚、空、薄、輕、精”特點的光刻機等集成電路關鍵裝備用精密結構件時，卻存在諸多的技術難點和挑戰，比如如何實

碳化硅陶瓷結構件在光刻機中的應用[ 07-06 16:37 ]

集成電路制造關鍵技術及裝備主要有包括光刻技術及光刻裝備、薄膜生長技術及裝備、化學機械拋光技術及裝備、高密度后封裝技術及裝備等，均涉及高效率、高精度、高穩定性的運動控制技術和驅動技術，對結構件的精度和結構材料的性能提出了極高的要求。 ●碳化硅工件臺 以光刻機中工件臺為例，該工件臺主要負責完成曝光運動，要求實現高速、大行程、六自由度的納米級超精密運動，如對于100nm分辨率、套刻精度為33nm和線寬為10nm的光刻機，其工件臺定位精度要求達到10nm，掩模-硅片同時步進和掃描速度分別達到150nm/s和12

光刻機精密部件的主選材料--碳化硅陶瓷[ 07-05 14:29 ]

碳化硅陶瓷具有高的彈性模量和比剛度，不易變形，并且具有較高的導熱系數和低的熱膨脹系數，熱穩定性高，因此碳化硅陶瓷是一種優良的結構材料，目前已經廣泛應用于航空、航天、石油化工、機械制造、核工業、微電子工業等領域。但是，由于碳化硅是Si-C鍵很強的共價鍵化合物，具有極高的硬度和顯著的脆性，精密加工難度大；此外，碳化硅熔點高，難以實現致密、近凈尺寸燒結。 因此，大尺寸、復雜異形中空結構的精密碳化硅結構件的制備難度較高，限制了碳化硅陶瓷在諸如集成電路這類的高端裝備制造領域中的廣泛應用。目前只有日本、美國等少數幾個發達

碳化硅陶瓷換熱器設計時要注意的問題[ 06-16 16:15 ]

碳化硅具有很高的導熱系數，同時其化學性能穩定、熱膨脹系數小、耐磨性能好，并具有優異的抗熱震性。所以，碳化硅質材料是陶瓷換熱器的首選材料。碳化硅在水蒸氣、含氧氣氛中存在高溫氧化問題。含氧氣氛中，碳化硅在800℃以上開始被氧化，可形成一層SiO2保護膜，在溫度高于1200℃時該保護膜即軟化被沖蝕破壞，換熱元件壽命迅速縮短。這也是一般碳化硅換熱元件最高用到1200℃的原因。碳化硅與蒸汽自1000℃開始強烈反應，腐蝕生成的SiO2與水蒸氣發生揮發反應，生成氣態的Si(OH)4，不能形成保護膜。 因此在碳化硅換熱器設計