碳化硅是什么企业?

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“碳化硅是什么企业”这个问题问得有点莫名其妙,碳化硅是什么都不知道还买股票? 碳化硅是一种具有优异电学、热学和光学的性能的非金属固体材料。由于其硬度大(仅次于硬质合金),而且熔点高(3000℃以上),所以难以加工成型,早期只能以粉末或块状材料应用在特殊领域。

由于第三代半导体主要指的就是碳化硅及相关产品,所以我们讨论的也就是碳化硅相关行业的企业。 目前市场中的碳化硅相关企业大致分为两类,一类是从事碳化硅单晶生长和晶体加工的企业,另一类则是从事碳化硅器件生产的企业,前者主要包括山东天岳半导体材料有限公司(下称 “山东天岳”)、杭州中欣晶圆半导体股份有限公司(下称“杭州中欣”)等;后者则以三安光电股份有限公司(下称“三安光电”)及其子公司福建三安电子科技有限公司(下称“福建三安”)为代表。 2019年6月,山东天岳成功过会,成为国内首家碳化硅半导体材料上市公司。此前,该公司曾获得过中芯国际、华兴资本等多家知名企业的投资。根据其最新发布的招股书显示,公司拟募资4.5亿元,主要用于碳化硅单晶生长装置项目及研发基地建设项目。 同为深耕碳化硅领域的龙头企业,杭州中欣和华立医药于2020年先后登陆深交所创业板。其中,杭州中欣此次上市共募集资金18.8亿元,将用于超宽温区导电型碳素材料的扩产建设、研发中心建设和补充流动资金。 而三安光电则是靠向外部投资者定增融资的方式获取了充足的资金用于碳化硅业务的发展——2020年7月份,其披露向特定对象发申购说明书,申请发行股份募集36亿元,用于新建碳化硅半导体材料生产基地等项目。

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碳化硅长晶和硅长晶的工艺比较类似,只是用的坩埚,热场,感应线圈等材料不同,对长晶工艺要求更高点。碳化硅单晶生长和后续加工过程与硅材料相比面临更多的问题和挑战,其工艺更加复杂。单晶硅生长通常是熔体的密闭系统,而碳化硅生长属于开放系统,工艺条件变化时导致晶锭的宏观缺陷变化很大。

碳化硅的单晶生长有多种方法,采用最广泛的方法是:物理气相传输法PVT。通常以碳化硅多晶或碳化硅粉为原材料,通过电阻加热,气化升华,在籽晶上结晶生长得到单晶锭。因为碳化硅的高硬度和各向异性,其切割、研磨和抛光与单晶硅存在很大差别,需要专用的加工装备和耗材。

碳化硅产业主要包括碳化硅晶片、半导体器件和分立器件,目前碳化硅器件市场主要由国际厂商主导,并且未来这一局面将不会改变。国际上对于碳化硅器件的研究比国内早,对碳化硅的物理特性和器件制造工艺的探索时间长,积累了大量的数据和经验,因此掌握了碳化硅器件的主要IP。

碳化硅单晶材料具有较宽的禁带宽度、较高的击穿电场强度、较高的热导率及较高的饱和电子漂移速率等特性,基于SiC材料的电力电子器件相比于传统Si基材料电力电子器件,具有耐高温、高频、高压、大电流的优势,同时功率器件本身具有低损耗、低导通电阻及开关速度快等特性。

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