四川碳化硅衬底4寸

碳化硅（SIC）是半导体界公认的“一种未来的材料”，是新世纪有广阔发展潜力的新型半导体材料。预计在今后5～10年将会快速发展和有***成果出现。促使碳化硅发展的主要因素是硅（SI）材料的负载量已到达极限，以硅作为基片的半导体器件性能和能力极限已无可突破的空间。根据数据显示，碳化硅(SiC)电力电子市场是具体而实在，且发展前景良好。这种趋势非但不会改变，碳化硅行业还会进一步向前发展。用户正在尝试碳化硅技术，以应用于具体且具有发展前景的项目。目前商用碳化硅外延设备生长速率一般为每小时10μm，且不能持续生长。四川碳化硅衬底4寸

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。上海碳化硅衬底n型SiC具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震。

    在4H-SiC材料和器件发展方面，美国处于国际地位，已经从探索性研究阶段向大规模研究和应用阶段过渡。CREE公司已经生产出4英寸(100mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。同时，螺旋位错(screwdislocation)密度被降低到几十个／cm2。商用水平比较高的器件：4H-SiCMESFET在S-波段连续波工作60W(，ldB压缩)，漏效率45％(，POUT=PldB)，工作频率至。近期CREE公司生产的CRF35010性能达到：工作电压48V，输出功率10W，工作频率，线性增益10dB；美国正在逐步将这种器件装备在***武器上，如固态相控阵雷达系统、***通讯电子系统、高频电源系统、电子战系统——干扰和威胁信号预警等。其中Cree公司的SiCMESFET功率管已经正式装备美国海军的新一代预警机E2D样机。近期俄罗斯、欧洲和日本加快发展，SiC材料生长和器件制造技术也在不断走向成熟。

相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比，其尺寸可大幅减小至原来的1/10，导通电阻可至少降低至原来的1/100。相同规格的碳化硅基MOSFET较硅基IGBT的总能量损耗可降低70%。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率，未来将主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。市场空间：据 Yole 统计，2020 年 SiC 碳化硅功率器件市场规模约 7.1 亿美元，预计 2026 年将增长至 45 亿美元，2020-2026 年 CAGR 近 36%。其中，新能源汽车是 SiC 功率器件下游重要的应用市场,预计需求于 2023 年开始快速爆发。碳化硅由于其独特的物理及电子特性，在一些应用上成为短波长光电元件，高温，抗幅射以及高频大功率元件。

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。与Si相比，SiC的禁带宽度为其2-3倍，同时具有其4.4倍的热导率，8倍的临界击穿电场。四川碳化硅衬底4寸

碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作。四川碳化硅衬底4寸

碳化硅（SiC）半导体器件在航空、航天探测、核能开发、卫星、石油和地热钻井勘探、汽车发动机等高温（350～500oC）和抗辐射领域具有重要应用；          高频、高功率的碳化硅（SiC）器件在雷达、通信和广播电视领域具有重要的应用前景；（目前航天和下属的四家院所已有两家开始使用，订货1亿/年，另两家还在进行测试，在航天宇航碳化硅器件是不可取代的，可以抵御太空中强大的射线辐射及巨大的差，在核战或强电磁干扰作用的时候，碳化硅电子器件的耐受能力远远强于硅基器件，雷达、通信方面有重要作用四川碳化硅衬底4寸

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