近期我國多家企業(yè)在碳化硅設備領域取得了顯著進展，推動了我國在第三代半導體材料裝備制造方面的自主創(chuàng)新能力。
其中，晶馳機電成功開發(fā)出電阻法12英寸碳化硅晶體生長設備，實現(xiàn)了同一爐臺8英寸和12英寸碳化硅單晶的穩(wěn)定量產；山西天成的12英寸碳化硅長晶爐也已進入爐體組裝和工藝調試階段，計劃于2025年第三季度投放市場；江蘇天晶智能正式發(fā)布12英寸碳化硅超硬材料超高速多線切割機。
1、晶馳機電成功開發(fā)出電阻法12寸碳化硅晶體生長設備
近期，浙江企業(yè)晶馳機電科技有限公司（以下簡稱“晶馳機電”）官方宣布，他們在12寸碳化硅晶體生長技術上取得新進展，成功開發(fā)出電阻法12寸碳化硅晶體生長設備。據悉，該晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準控制在2.4mm以內，成功突破同一爐臺多尺寸生長技術壁壘，實現(xiàn)了同一臺設備既可穩(wěn)定量產八寸碳化硅單晶，又完全具備生長十二寸碳化硅單晶的能力。
source：晶馳機電
據悉，晶馳機電該設備采用電阻式物理氣相傳輸（PVT）方法生長碳化硅晶錠，通過創(chuàng)新的結構和熱場設計，結合先進的過程控制理論和自動化控制方法，實現(xiàn)了均勻的徑向溫度和寬范圍精準可調的軸向溫度梯度。這使得設備能夠精準控制長晶過程中的工藝參數(shù)，并實現(xiàn)高度智能化運行。更重要的是，該設備能夠無縫“一鍵切換”生產8英寸和12英寸的碳化硅單晶。
與傳統(tǒng)6英寸和8英寸的襯底相比，12英寸碳化硅襯底材料顯著擴大了單片晶圓上可用于芯片制造的面積。在同等生產條件下，這不僅提高了芯片產量，還顯著降低了單位芯片制造成本。通過該設備生長出來的晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準控制在2.4毫米以內。此外，該設備的爐間工藝穩(wěn)定，操作方法簡單，可實現(xiàn)快速投產，整個工藝流程全部自動化控制，適合產業(yè)化應用。
與傳統(tǒng)6英寸和8英寸的襯底相比，12英寸碳化硅襯底材料顯著擴大了單片晶圓上可用于芯片制造的面積。 在同等生產條件下，這不僅提高了芯片產量，還顯著降低了單位芯片制造成本。 通過該設備生長出來的晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準控制在2.4毫米以內。 此外，該設備的爐間工藝穩(wěn)定，操作方法簡單，可實現(xiàn)快速投產，整個工藝流程全部自動化控制，適合產業(yè)化應用。
值得注意的是，此前2024年年末，晶馳機電曾在河北石家莊建有一個半導體材料研發(fā)生產項目，并于11月初投產。該項目總投資2億元，占地約50.26畝，總建筑面積約20000平方米，分兩期建設，一期建設計劃時間為2025年—2026年。該項目以金剛石設備與碳化硅外延設備為產品核心，專注于第三代和第四代半導體材料裝備的研發(fā)、生產。
2、山西天成：12英寸碳化硅長晶爐量產在即
近日，據“尖草坪發(fā)布”消息，該公司自主研發(fā)的12英寸碳化硅長晶爐已進入爐體組裝和工藝調試階段，計劃于今年第三季度投放市場。
source：山西天成
公開資料顯示，山西天成成立于2021年8月，由第三代半導體材料領域高層次人才發(fā)起，團隊在碳化硅單晶襯底制備科研領域具有核心競爭優(yōu)勢。 該公司技術研發(fā)和生產涉及碳化硅粉料合成、裝備設計等制造全流程，形成了碳化硅襯底材料生產的優(yōu)勢閉環(huán)。
此外，山西天成在2024年實現(xiàn)了8英寸SiC單晶技術研發(fā)突破，開發(fā)出了直徑為202mm的8英寸SiC單晶，各項參數(shù)指標良好。2024年該公司組合營收達到2100萬元，其中80%的收入來自碳化硅單晶襯底生長裝備的銷售。另外，2025年第一季度已收到500萬元的訂單。
據悉，山西天成位于山西太原中北開發(fā)區(qū)的項目一期已經建成投產，建設完成后可年產5萬片碳化硅襯底。2024年，公司還開始建設項目二期，包括廠房擴建、設備擴充以及構建多條切磨拋加工線。
3、江蘇天晶智能發(fā)布12英寸碳化硅超硬材料超高速多線切割機
4月8日，據江蘇淮安官方消息，江蘇天晶智能裝備有限公司（以下簡稱“天晶智能”）在12英寸碳化硅（SiC）切割設備領域實現(xiàn)重大技術突破，正式推出TJ320型超高速多線切割機。
據悉，TJ320機型集成了自主研發(fā)的超高速伺服張力控制系統(tǒng)和金剛石線循環(huán)切割技術，在線運行速度高達3000米/分鐘，切割效率較傳統(tǒng)設備提升300%，切割過程中張力控制精度大幅提高，極大地提升了加工穩(wěn)定性。并且其支持4-12英寸晶圓兼容，單臺年產能達20萬片，可滿足500輛新能源汽車的碳化硅電驅需求。
source：天晶智能（圖為天晶智能TJ3545多線切割機）
天晶智能總經理張耀在發(fā)布會上透露，通過與中科院、江蘇師范大學物電學院等機構合作驗證，設備良率已提升至98%以上，且完成1000小時連續(xù)切割穩(wěn)定性測試，技術可靠性獲得權威認可。
在設備成本及價格方面，天晶TJ320通過模塊化設計和核心部件國產化，將成本壓縮至行業(yè)平均水平的1/10至1/20。值得一提的是，該設備已獲歐洲、東南亞客戶訂單，預計2026年全球市場份額將突破30%。目前，天晶智能淮安生產基地年產能已達880臺，二期工程將于2026年投產。（集邦化合物半導體竹子整理）