海目星旗下企业突破12英寸碳化硅晶锭制备技术 填补国内大尺寸半导体材料自主研发空白

问题:随着新能源汽车、电力电子、光伏储能及轨道交通等领域对高效率、高耐压器件需求快速增长,碳化硅作为第三代半导体核心材料加速渗透。

但从产业链看,碳化硅材料制备仍面临“高门槛、长周期、成本高、良率提升难”等共性挑战,尤其是大尺寸单晶生长对温度场、热梯度与应力控制要求更高,直接影响晶体缺陷水平与后续衬底加工良率。

大尺寸化与低成本化,已成为行业竞争的关键赛道。

原因:碳化硅单晶通常在高温环境下生长,尺寸越大,晶体内部热梯度与径向温度分布越复杂,易诱发内应力积累,带来微管、位错等缺陷风险,同时对热场结构寿命、能耗控制、工艺稳定性提出更苛刻要求。

过去较长一段时间内,关键装备与工艺经验积累不足,使得从实验室验证走向稳定量产存在“放大效应”难题:小尺寸可控并不必然意味着大尺寸同样可控。

影响:海目星集团参股子公司深圳市海目芯微电子装备科技有限公司近期成功制备直径12英寸碳化硅单晶晶锭,并实现晶体结构完整、结晶质量良好。

结合此前企业将8英寸碳化硅长晶工艺缺陷率稳定控制在较低水平的进展,意味着其在6、8、12英寸长晶技术链条上实现全尺寸贯通,为后续更大规模材料供给与国产化替代提供了新的工程化路径。

业内人士认为,12英寸单晶的成功制备不仅体现材料端能力提升,更反映出装备、工艺与质量控制体系的协同成熟,有助于增强国内碳化硅产业链韧性,降低关键环节受外部不确定因素影响的风险。

对策:据介绍,在8英寸工艺稳定后,海目芯微围绕降本增效开展系统优化,通过提升热场寿命、降低运行功耗等方式压缩长晶综合成本,并将研发重心前移至更大尺寸晶体生长难点。

针对12英寸长晶中温场更复杂、应力更难控等问题,企业依托自主研发的电阻式长晶设备,开展温场设计与晶体完整性控制的迭代,通过更精细的热管理和过程控制保障晶体稳定生长。

与此同时,企业采用“一总部两基地”协同布局:深圳总部负责研发与运营统筹,成都与江西基地依托约14000平方米厂房推进设备规模化交付,形成“研发—验证—量产”闭环,以更快速度响应下游客户对产能与交期的要求。

前景:从产业趋势看,碳化硅正从“导入期”迈向“放量期”,上游材料尺寸升级与成本下降将进一步推动器件端渗透率提升。

12英寸路线若能在良率、稳定性与成本方面实现持续优化,将对提升单位产出、降低单片成本、扩大应用场景产生积极作用。

下一阶段,行业竞争焦点预计将从“能否做出来”转向“能否稳定量产、能否持续降本、能否形成体系化质量控制”。

企业方面表示将继续围绕长晶与衬底加工等关键痛点攻关,以迭代创新构筑核心竞争力。

业内普遍认为,随着更多企业在装备、工艺、材料与质量体系上实现联动突破,我国碳化硅产业有望在规模化制造能力与供应链安全方面取得更坚实进展。

海目芯微在碳化硅材料领域的突破,是我国半导体装备制造业自主创新的生动实践。

这一成果不仅展现了我国科技企业的研发实力,更彰显了坚持自主可控发展道路的战略意义。

在全球科技竞争日益激烈的今天,唯有持续强化关键核心技术攻关,才能在高端制造领域赢得发展主动权,为构建现代化产业体系提供坚实支撑。