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第三代半导体材料--SIC 行业分析报告
发布日期:2024-04-17

一、半导体衬底材料的发展进程

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注意:

             虽然相较于前两代材料,碳化硅具有耐高压、耐高温、低损耗等优越性能,广泛应用于制作高温、高频、大功率和抗辐射电子器件。但是当前半导体材料各自下游应用领域的重合度并不高,因此不同半导体材料之间并非代际迭代关系。


二、各类衬底材料的性能参数及优势




项目


       单元素半导体

(第一代半导体材料)


 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体

(第二代半导体材料)


      宽禁带半导体

(第三代半导体材料)


硅


锗


砷化镓


磷化铟


氮化镓


碳化硅


化学式


Si


Ge


GaAs


InP


GaN


SiC


禁带宽度(eV)


1.12


0.7


1.4


1.3


3.39


3.26


能带跃迁类型


间接


间接


直接


直接


直接


直接


击穿电场( MV/cm )


0.3


-


0.4


0.5


3.3


3


饱和电子速度( 10^6 cm/s)


10


6


20


22


22


20


电子迁移率( cm^2  /V·s)



1200



3800



6500



4600



1250



800


空穴迁移率( cm^2  /V·s)



420



1400



320



150



250



115


热导率(W/cm·K)


1.5


0.6


0.5


0.7


1.3


4.9


特点


储量大、价格 便宜


电子迁移率、 空穴迁移率高


光电性能好、耐热、  抗 辐射


导热性好、光电转换效  率高、光纤传输效率高


高频、耐高温、大功率


制造成本


低


较低


高


较高


非常高

资料来源:北京通美招股说明书

三、碳化硅半导体材料 

        l第三代半导体性能优越,应用场景更广:

         半导体材料作为电子信息技术发展的基础,经历了数代的更迭。随着应用场景提出更高的要求,以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料逐渐进入产业化加速放量阶段,广泛应用于制作高温、高频、大功率和抗辐射电子器件。

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资料来源:Wolfspeed 投资者报告,海通国际


        l碳化硅材料的优势分析:

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四、碳化硅晶片工艺流程

        碳化硅衬底是由高纯硅、碳粉经过合成成 SiC 微粉后,通过物理气相沉积法(PVT)生长成为晶锭,之后加工得到标准直径尺寸的碳化硅晶体,再经过切磨抛工艺获得表面无损伤的碳化硅抛光片,*后对其进行检测、清洗形成可交付下游外延厂商使用碳化硅衬底。

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资料来源:Wolfspeed 投资者报告,海通国际


五、第三代半导体材料产业链

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资料来源:Wolfspeed 投资者报告,海通国际

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资料来源:北京通美招股说明书


六、我国第三代半导体企业分布地图

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数据来源:CASA Research

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