碳化硅工业链主要由衬底、外延、器件、应用等环节组成。碳化硅晶片作为半导体衬底质料，凭证电阻率差别可分为导电型、半绝缘型。导电型衬底可用于生长碳化硅外延片，制成耐高温、耐高压的碳化硅二极管、碳化硅MOSFET等功率器件，应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域
；半绝缘型衬底可用于生长氮化镓外延片，制成耐高温、耐高频的HEMT 等微波射频器件，主要应用于5G 通讯、卫星、雷达等领域。

一、碳化硅工业链图谱

二、生产工艺流程及周期

碳化硅生产流程主要涉及以下历程：

1）单晶生长，以高纯硅粉和高纯碳粉作为原质料形成碳化硅晶体
；2）衬底环节，碳化硅晶体经由切割、研磨、抛光、洗濯等工序加工形成单晶薄片，也即半导体衬底质料
；

3）外延片环节，通常使用化学气相沉积（CVD）要领，在晶片上淀积一层单晶形成外延片
；

4）晶圆加工，通过光刻、沉积、离子注入和金属钝化等前段工艺加工形成的碳化硅晶圆，经后段工艺可制成碳化硅芯片
；

5）器件制造与封装测试，所制造的电子电力器件及模组可通过验证进入应用环节。

碳化硅产品从生产到应用的全流程历时较长。以碳化硅功率器件为例，从单晶生长到形成衬底需耗时1 个月，从外延生长到晶圆前后段加工完成需耗时6-12 个月，从器件制造再到上车验证更需1-2 年时间。关于碳化硅功率器件IDM 厂商而言，从工业设计、应用等环节转化为收入增添的周期很是之长，汽车行业一样平常需要4-5 年。

三、衬底：价值量占比46%，为最焦点的环节

由SiC 粉经由长晶、加工、切割、研磨、抛光、洗濯环节最终形成衬底。其中SiC晶体的生长为焦点工艺，焦点难点在提升良率。类型可分为导电型、和半绝缘型衬底，划分用于功率和射频器件领域。

就手艺蹊径而言，碳化硅的单晶生产方法主要有物理气相传输法（PVT）、高温气相化学沉积法（HT-CVD）、液相法（LPE）等要领，现在商用碳化硅单晶生长主流要领为相对成熟的PVT 法。

PVT：生长系统稳固性不佳、晶体生长效率低、易爆发标晶型杂乱以及种种结晶缺陷等严重质量问题，从而本钱较高。

HT-CVD：起步晚，能够制备高纯度、高质量的半绝缘碳化硅晶体，但装备腾贵、高纯气体价钱不菲。

LPE：尚未成熟，可以大幅降低生产温度、提升生产速率，且在此要领下熔体自己更易扩型，晶体质量亦大为提高，因而被以为是碳化硅质料走向低本钱的较好路径，有起劲的生长空间。

四、衬底：大尺寸时势所趋，是SiC 工业化降本的焦点

现在6 英寸碳化硅衬底价钱在1000美金/片左右，数倍于古板硅基半导体，焦点降本方法包括：提升质料使用率（向大尺寸生长）、降低制造本钱（提升良率）、提升生产效率（更成熟的长晶工艺）。

长晶端：SiC包括 200多种同质异构结构的晶型，但只有4H 型（4H-SiC）等少数几种是所需的晶型。而PVT 长晶的整个反应处于2300°C高温、完整密闭的腔室内（类似黑匣子），极易爆发差别晶型的转化，恣意生长条件的波动都会影响晶体的生长、参数很难准确调控，很难从中找到最佳生长条件。现在行业主流良率在50-60%左右（古板硅基在90%以上），有较大提升空间。

机加工端：碳化硅硬度与金刚石靠近（莫氏硬度达9.5），切割、研磨、抛光手艺难度大，工艺水平的提高需要恒久的研发积累。现在该环节行业主流良率在70-80%左右，仍有提升空间。

提升生产效率（更成熟的长晶工艺）：SiC长晶的速率极为缓慢，行业平均水平每小时仅能生长0.2-0.3mm，较古板晶硅生长速率相比慢近百倍以上。未来需PVT 工艺的进一步成熟、或向其他先进工艺（如液相法）的延伸。

五、SiC衬底装备：与古板晶硅差别较小，工艺调教为焦点壁垒

SiC衬底装备主要包括：长晶炉、切片机、研磨机、抛光机、洗濯装备等。与古板古板晶硅装备具相通性、但工艺难度更高，装备+工艺相助研发是要害。

外延装备及外延片：价值量占比23%

实质是在衬底上面再笼罩一层薄膜以知足器件生产的条件。详细分为：导电型SiC 衬底用于SiC 外延，进而生产功率器件用于电动汽车以及新能源等领域。半绝缘型SiC 衬底用于氮化镓外延，进而生产射频器件用于5G 通讯等领域。

全球SiC外延装备被行业四大龙头企业Axitron、LPE、TEL和Nuflare垄断，并各具优势。

六、碳化硅功率器件芯片封装洗濯：

尊龙凯时科技研发的水基洗濯剂配合合适的洗濯工艺能为芯片封装条件供清洁的界面条件。

水基洗濯的工艺和装备设置选择对洗濯细密器件尤其主要，一旦选定，就会作为一个恒久的使用和运行方法。水基洗濯剂必需知足洗濯、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到情形中的湿气，通电后爆发电化学迁徙，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破损了电路板功效。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，尚有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、灰尘等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、爆发气孔、短路等等多种不良征象。

这么多污染物，究竟哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种因素，焊后必定保存热改性天生物，这些物质在所有污染物中的占有主导，从产品失效情形来而言，焊后剩余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁徙使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必需举行严酷的洗濯，才华包管电路板的质量。

尊龙凯时科技运用自身原创的产品手艺，知足芯片封装工艺制程洗濯的高难度手艺要求，突破外洋厂商在行业中的垄断职位，为芯片封装质料周全国产自主提供强有力的支持。

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