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第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展加速：碳化硅晶片下游應(yīng)用市場預(yù)測分析（圖）

來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布日期：2021-12-09 13:41

碳化硅半導(dǎo)體

中商情報網(wǎng)訊：半導(dǎo)體襯底材料包括硅材料和砷化鎵、碳化硅、氮化鎵等化合物半導(dǎo)體材料。硅是目前技術(shù)最成熟、使用范圍最廣、市場占比最大的襯底材料，近年來隨著材料制備技術(shù)與下游應(yīng)用市場的成熟，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體襯底材料市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

一、第三代半導(dǎo)體襯底材料概況

第三代半導(dǎo)體材料以碳化硅、氮化鎵為代表，與前兩代半導(dǎo)體材料相比最大的優(yōu)勢是較寬的禁帶寬度，保證了其可擊穿更高的電場強(qiáng)度，適合制備耐高壓、高頻的功率器件，是電動汽車、5G基站、衛(wèi)星等新興領(lǐng)域的理想材料。

具體對比情況如下圖所示：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、碳化硅晶片產(chǎn)業(yè)鏈

第三代半導(dǎo)體材料中，受技術(shù)與工藝水平限制，氮化鎵材料作為襯底實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)，其應(yīng)用主要是以藍(lán)寶石、硅晶片或碳化硅晶片為襯底，通過外延生長氮化鎵以制造氮化鎵器件。相比而言，近年來碳化硅晶片作為襯底材料的應(yīng)用逐步成熟并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，以碳化硅晶片為襯底的下游產(chǎn)業(yè)鏈圖示如下：

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

以碳化硅晶片為襯底，通常使用化學(xué)氣相沉積（CVD）方法，在晶片上淀積一層單晶形成外延片。其中，在導(dǎo)電型碳化硅襯底上生長碳化硅外延層制得碳化硅外延片，可進(jìn)一步制成功率器件，應(yīng)用于新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域；在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層制得碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）外延片，可進(jìn)一步制成微波射頻器件，應(yīng)用于5G通訊、雷達(dá)等領(lǐng)域。