第三代半导体材料是指以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料,多在通信、新能源汽车、高铁、卫星通信、航空航天等场景中应用。与前两代半导体材料相比,第三代半导体材料禁带宽度大,具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势。
数据来源:SMM
从产业链角度看,碳化硅(SiC)类器件的制造,主要包含“衬底-外延-器件制造”三个步骤。而在各环节的价值量比较中,SiC产业呈现明显 “头重脚轻”的特征,其中衬底和外延占据将近60%的价值量。与硅基器件相比,SiC类器件的上游材料制造环节具有较高的技术壁垒,使得上游材料对最终产品的成本项具有重大影响。由此可以看出,衬底及外延环节的降本将是SiC产业的主要发展方向。
衬底在SiC器件制造中占据核心地位,在衬底生产中,最主要的难点在于衬底制备晶体温度要求严格、长晶时间久、加工工艺高、生产良率低。以上难点导致SiC 衬底成本居高不下。目前SiC 衬底主流规格为6英寸,行业内头部衬底企业平均良率水平在60%-70%,随着市场参与者的不断增加及产品良率的逐年提升,SiC衬底的价格有望进一步下探。
随着汽车电子等设备对更高性能和更低能耗的需求不断增长,国内外企业正转向8英寸碳化硅衬底的研发和发展,海外企业如Wolfspeed、ROHM,国内企业如天岳、天科等8英寸衬底均已处于送样阶段,从生产效率的角度来看,8英寸晶圆的面积比6英寸晶圆大得多,这意味着在同一生产批次中可以切割更多的芯片,显著增加了生产量和效率,可以进一步降低器件的生产成本。
碳化硅产业发展迅速,为进一步降低碳化硅产业链不同环节在使用过程中的交易风险及交易成本,SMM不断完善和深化碳化硅产业链的研究。SMM经过一段时间的沉淀和市场调研后,于2024年8月9日起新增SMM车规级6英寸及8英寸碳化硅衬底价格点。包含:P -MOS级 6英寸、8英寸碳化硅导电型衬底、 P-SBD级 6英寸、8英寸碳化硅导电型衬底、D级 6英寸、8英寸碳化硅导电型衬底。
详见汽车专区—半导体材料—碳化硅分类
未来,SMM将逐步新增碳化硅外延及碳化硅器件价格。
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