近期我國多家企業(yè)在碳化硅設(shè)備領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，推動(dòng)了我國在第三代半導(dǎo)體材料裝備制造方面的自主創(chuàng)新能力。
其中，晶馳機(jī)電成功開發(fā)出電阻法12英寸碳化硅晶體生長設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了同一爐臺(tái)8英寸和12英寸碳化硅單晶的穩(wěn)定量產(chǎn)；山西天成的12英寸碳化硅長晶爐也已進(jìn)入爐體組裝和工藝調(diào)試階段，計(jì)劃于2025年第三季度投放市場(chǎng)；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(jī)。
1、晶馳機(jī)電成功開發(fā)出電阻法12寸碳化硅晶體生長設(shè)備
近期，浙江企業(yè)晶馳機(jī)電科技有限公司（以下簡稱“晶馳機(jī)電”）官方宣布，他們?cè)?2寸碳化硅晶體生長技術(shù)上取得新進(jìn)展，成功開發(fā)出電阻法12寸碳化硅晶體生長設(shè)備。據(jù)悉，該晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準(zhǔn)控制在2.4mm以內(nèi)，成功突破同一爐臺(tái)多尺寸生長技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了同一臺(tái)設(shè)備既可穩(wěn)定量產(chǎn)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(jī)電
據(jù)悉，晶馳機(jī)電該設(shè)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(jié)構(gòu)和熱場(chǎng)設(shè)計(jì)，結(jié)合先進(jìn)的過程控制理論和自動(dòng)化控制方法，實(shí)現(xiàn)了均勻的徑向溫度和寬范圍精準(zhǔn)可調(diào)的軸向溫度梯度。這使得設(shè)備能夠精準(zhǔn)控制長晶過程中的工藝參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)高度智能化運(yùn)行。更重要的是，該設(shè)備能夠無縫“一鍵切換”生產(chǎn)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(kuò)大了單片晶圓上可用于芯片制造的面積。在同等生產(chǎn)條件下，這不僅提高了芯片產(chǎn)量，還顯著降低了單位芯片制造成本。通過該設(shè)備生長出來的晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準(zhǔn)控制在2.4毫米以內(nèi)。此外，該設(shè)備的爐間工藝穩(wěn)定，操作方法簡單，可實(shí)現(xiàn)快速投產(chǎn)，整個(gè)工藝流程全部自動(dòng)化控制，適合產(chǎn)業(yè)化應(yīng)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(kuò)大了單片晶圓上可用于芯片制造的面積。 在同等生產(chǎn)條件下，這不僅提高了芯片產(chǎn)量，還顯著降低了單位芯片制造成本。 通過該設(shè)備生長出來的晶錠形態(tài)完美，表面微凸度精準(zhǔn)控制在2.4毫米以內(nèi)。 此外，該設(shè)備的爐間工藝穩(wěn)定，操作方法簡單，可實(shí)現(xiàn)快速投產(chǎn)，整個(gè)工藝流程全部自動(dòng)化控制，適合產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
值得注意的是，此前2024年年末，晶馳機(jī)電曾在河北石家莊建有一個(gè)半導(dǎo)體材料研發(fā)生產(chǎn)項(xiàng)目，并于11月初投產(chǎn)。該項(xiàng)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(shè)，一期建設(shè)計(jì)劃時(shí)間為2025年—2026年。該項(xiàng)目以金剛石設(shè)備與碳化硅外延設(shè)備為產(chǎn)品核心，專注于第三代和第四代半導(dǎo)體材料裝備的研發(fā)、生產(chǎn)。
2、山西天成：12英寸碳化硅長晶爐量產(chǎn)在即
近日，據(jù)“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(jìn)入爐體組裝和工藝調(diào)試階段，計(jì)劃于今年第三季度投放市場(chǎng)。
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(dǎo)體材料領(lǐng)域高層次人才發(fā)起，團(tuán)隊(duì)在碳化硅單晶襯底制備科研領(lǐng)域具有核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 該公司技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)涉及碳化硅粉料合成、裝備設(shè)計(jì)等制造全流程，形成了碳化硅襯底材料生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)閉環(huán)。
此外，山西天成在2024年實(shí)現(xiàn)了8英寸SiC單晶技術(shù)研發(fā)突破，開發(fā)出了直徑為202mm的8英寸SiC單晶，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)良好。2024年該公司組合營收達(dá)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(jù)悉，山西天成位于山西太原中北開發(fā)區(qū)的項(xiàng)目一期已經(jīng)建成投產(chǎn)，建設(shè)完成后可年產(chǎn)5萬片碳化硅襯底。2024年，公司還開始建設(shè)項(xiàng)目二期，包括廠房擴(kuò)建、設(shè)備擴(kuò)充以及構(gòu)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(jī)
4月8日，據(jù)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(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大技術(shù)突破，正式推出TJ320型超高速多線切割機(jī)。
據(jù)悉，TJ320機(jī)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(shù)，在線運(yùn)行速度高達(dá)3000米/分鐘，切割效率較傳統(tǒng)設(shè)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(tái)年產(chǎn)能達(dá)20萬片，可滿足500輛新能源汽車的碳化硅電驅(qū)需求。
source：天晶智能（圖為天晶智能TJ3545多線切割機(jī)）
天晶智能總經(jīng)理張耀在發(fā)布會(huì)上透露，通過與中科院、江蘇師范大學(xué)物電學(xué)院等機(jī)構(gòu)合作驗(yàn)證，設(shè)備良率已提升至98%以上，且完成1000小時(shí)連續(xù)切割穩(wěn)定性測(cè)試，技術(shù)可靠性獲得權(quán)威認(rèn)可。
在設(shè)備成本及價(jià)格方面，天晶TJ320通過模塊化設(shè)計(jì)和核心部件國產(chǎn)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(shè)備已獲歐洲、東南亞客戶訂單，預(yù)計(jì)2026年全球市場(chǎng)份額將突破30%。目前，天晶智能淮安生產(chǎn)基地年產(chǎn)能已達(dá)880臺(tái)，二期工程將于2026年投產(chǎn)。（集邦化合物半導(dǎo)體竹子整理）