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二、碳化硅（SiC）行業(yè)的最核心環(huán)節(jié)在哪？

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，碳化硅（SiC）類器件的制造，主要包含“襯底－外延－器件制造”三個(gè)步驟。

而在各環(huán)節(jié)的價(jià)值量比較中，SiC產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)明顯 “頭重腳輕”的特征，其中襯底和外延有將近70％的價(jià)值量占比。與硅基器件相比，SiC類器件的上游材料制造環(huán)節(jié)具有較高的技術(shù)壁壘，這也使得上游材料更大的影響了最終產(chǎn)品的成本項(xiàng)。由此可以看出，襯底及外延環(huán)節(jié)的降本將是SiC產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。

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1）SiC襯底：襯底是碳化硅產(chǎn)業(yè)中最重要的環(huán)節(jié)，價(jià)值量占比接近50％。沒(méi)有SiC襯底，就造不出SiC器件，所以襯底是最基本的材料基礎(chǔ)。

SiC襯底是將原材料高純硅粉／碳粉，通過(guò)原料合成、晶體生長(zhǎng)、晶錠切割、晶圓切割、研磨拋光等環(huán)節(jié)進(jìn)行制備。在襯底生產(chǎn)中，最主要的難點(diǎn)在于超高溫環(huán)境、長(zhǎng)晶時(shí)間久、加工工藝高。

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由于襯底是SiC器件最大的成本項(xiàng)來(lái)源，襯底端價(jià)格的下降也是整個(gè)行業(yè)最主要的關(guān)注點(diǎn)。參考產(chǎn)業(yè)鏈信息，目前國(guó)內(nèi)SiC襯底主流規(guī)格分別為4英寸和6英寸，襯底價(jià)格呈現(xiàn)每年下降10％左右的幅度。相對(duì)來(lái)看，4英寸襯底的良率達(dá)到70％以上，而6英寸襯底良率還不到50％。隨著產(chǎn)品良率的逐年提升，SiC襯底的價(jià)格有望進(jìn)一步下探。

而對(duì)于未來(lái)SiC襯底價(jià)格能否下降的主要因素在于：

1工藝和設(shè)備的改進(jìn)，提升長(zhǎng)晶效率；

2減少損耗，提升產(chǎn)品良率；

3從襯底到最終產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換率提升；

4增加尺寸提升晶圓利用率。

2）SiC外延：外延環(huán)節(jié)，在SiC制備過(guò)程中的價(jià)值量占比接近1／4，是從材料到SiC器件制備過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)。

外延層的制備，主要是在SiC襯底基礎(chǔ)上生長(zhǎng)出一層單晶薄膜，再用以制造出所需的電力電子器件。目前外延層的制造，最主流方法是化學(xué)氣相沉積法（CVD法），利用氣態(tài)的先驅(qū)反應(yīng)物，通過(guò)原子、分子間化學(xué)反應(yīng)的途徑生成固態(tài)薄膜的技術(shù)。

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那為什么器件不直接在SiC襯底上做，而要在外延層上做呢？

因?yàn)榫�體在生長(zhǎng)過(guò)程中，襯底表面不可避免會(huì)有缺陷。如果直接在襯底上做器件，會(huì)影響整個(gè)襯底的質(zhì)量，從而對(duì)器件的性能有影響。而外延層的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)表面更加平整，減少了缺陷，更保障器件的性能。

在碳化硅襯底基礎(chǔ)上，對(duì)于外延層的選擇上，有氮化鎵外延也有碳化硅外延，主要取決于最終器件的應(yīng)用領(lǐng)域。①碳化硅外延，主要用于生產(chǎn)SBD、IGBT、MOSFET等高壓功率半導(dǎo)體領(lǐng)域；②氮化鎵外延，主要用于微波射頻領(lǐng)域、光電領(lǐng)域，也有一部分用于中低壓功率半導(dǎo)體。

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外延層制備，能有效提升器件的性能，需要較厚的外延層、整齊的表面和較低的雜質(zhì)度。而能否做出較好品質(zhì)的外延層，需要成熟的設(shè)備和優(yōu)質(zhì)的襯底。這是由于在外延層制備中，襯底的缺陷有可能被復(fù)制在表面沉積的外延層，所以襯底的好壞直接也影響外延層的質(zhì)量。

綜合整個(gè)SiC產(chǎn)業(yè)鏈看，襯底將是碳化硅的最核心環(huán)節(jié)。襯底本身就占到整體產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的1／2，它還直接影響外延層的質(zhì)量，實(shí)際影響程度將達(dá)到70％以上。因此海豚君認(rèn)為，對(duì)SiC的研究最主要的是圍繞襯底環(huán)節(jié)的研究。