近期我国多家企业在碳化硅设备领域取得了显著进展,推动了我国在第三代半导体材料装备制造方面的自主创新能力。
其中,晶驰机电成功开发出电阻法12英寸碳化硅晶体生长设备,实现了同一炉台8英寸和12英寸碳化硅单晶的稳定量产;山西天成的12英寸碳化硅长晶炉也已进入炉体组装和工艺调试阶段,计划于2025年第三季度投放市场;江苏天晶智能正式发布12英寸碳化硅超硬材料超高速多线切割机。
1、晶驰机电成功开发出电阻法12寸碳化硅晶体生长设备
近期,浙江企业晶驰机电科技有限公司(以下简称“晶驰机电”)官方宣布,他们在12寸碳化硅晶体生长技术上取得新进展,成功开发出电阻法12寸碳化硅晶体生长设备。据悉,该晶锭形态完美,表面微凸度精准控制在2.4mm以内,成功突破同一炉台多尺寸生长技术壁垒,实现了同一台设备既可稳定量产八寸碳化硅单晶,又完全具备生长十二寸碳化硅单晶的能力。

source:晶驰机电
据悉,晶驰机电该设备采用电阻式物理气相传输(PVT)方法生长碳化硅晶锭,通过创新的结构和热场设计,结合先进的过程控制理论和自动化控制方法,实现了均匀的径向温度和宽范围精准可调的轴向温度梯度。这使得设备能够精准控制长晶过程中的工艺参数,并实现高度智能化运行。更重要的是,该设备能够无缝“一键切换”生产8英寸和12英寸的碳化硅单晶。
与传统6英寸和8英寸的衬底相比,12英寸碳化硅衬底材料显著扩大了单片晶圆上可用于芯片制造的面积。在同等生产条件下,这不仅提高了芯片产量,还显著降低了单位芯片制造成本。通过该设备生长出来的晶锭形态完美,表面微凸度精准控制在2.4毫米以内。此外,该设备的炉间工艺稳定,操作方法简单,可实现快速投产,整个工艺流程全部自动化控制,适合产业化应用。
与传统6英寸和8英寸的衬底相比,12英寸碳化硅衬底材料显著扩大了单片晶圆上可用于芯片制造的面积。 在同等生产条件下,这不仅提高了芯片产量,还显著降低了单位芯片制造成本。 通过该设备生长出来的晶锭形态完美,表面微凸度精准控制在2.4毫米以内。 此外,该设备的炉间工艺稳定,操作方法简单,可实现快速投产,整个工艺流程全部自动化控制,适合产业化应用。
值得注意的是,此前2024年年末,晶驰机电曾在河北石家庄建有一个半导体材料研发生产项目,并于11月初投产。该项目总投资2亿元,占地约50.26亩,总建筑面积约20000平方米,分两期建设,一期建设计划时间为2025年—2026年。该项目以金刚石设备与碳化硅外延设备为产品核心,专注于第三代和第四代半导体材料装备的研发、生产。
2、山西天成:12英寸碳化硅长晶炉量产在即
近日,据“尖草坪发布”消息,该公司自主研发的12英寸碳化硅长晶炉已进入炉体组装和工艺调试阶段,计划于今年第三季度投放市场。

source:山西天成
公开资料显示,山西天成成立于2021年8月,由第三代半导体材料领域高层次人才发起,团队在碳化硅单晶衬底制备科研领域具有核心竞争优势。 该公司技术研发和生产涉及碳化硅粉料合成、装备设计等制造全流程,形成了碳化硅衬底材料生产的优势闭环。
此外,山西天成在2024年实现了8英寸SiC单晶技术研发突破,开发出了直径为202mm的8英寸SiC单晶,各项参数指标良好。2024年该公司组合营收达到2100万元,其中80%的收入来自碳化硅单晶衬底生长装备的销售。另外,2025年第一季度已收到500万元的订单。
据悉,山西天成位于山西太原中北开发区的项目一期已经建成投产,建设完成后可年产5万片碳化硅衬底。2024年,公司还开始建设项目二期,包括厂房扩建、设备扩充以及构建多条切磨抛加工线。
3、江苏天晶智能发布12英寸碳化硅超硬材料超高速多线切割机
4月8日,据江苏淮安官方消息,江苏天晶智能装备有限公司(以下简称“天晶智能”)在12英寸碳化硅(SiC)切割设备领域实现重大技术突破,正式推出TJ320型超高速多线切割机。
据悉,TJ320机型集成了自主研发的超高速伺服张力控制系统和金刚石线循环切割技术,在线运行速度高达3000米/分钟,切割效率较传统设备提升300%,切割过程中张力控制精度大幅提高,极大地提升了加工稳定性。并且其支持4-12英寸晶圆兼容,单台年产能达20万片,可满足500辆新能源汽车的碳化硅电驱需求。

source:天晶智能(图为天晶智能TJ3545多线切割机)
天晶智能总经理张耀在发布会上透露,通过与中科院、江苏师范大学物电学院等机构合作验证,设备良率已提升至98%以上,且完成1000小时连续切割稳定性测试,技术可靠性获得权威认可。
在设备成本及价格方面,天晶TJ320通过模块化设计和核心部件国产化,将成本压缩至行业平均水平的1/10至1/20。值得一提的是,该设备已获欧洲、东南亚客户订单,预计2026年全球市场份额将突破30%。目前,天晶智能淮安生产基地年产能已达880台,二期工程将于2026年投产。(集邦化合物半导体竹子整理)