2022年以來，受全球消費電子市場整體放緩以及新冠疫情反復的影響，半導體產業在經歷了持續良久的高景氣后開啟了去庫存周期。

值得一提的是，雖然半導體產業已經步入下行周期，但仍有部分細分領域處于高速發展的狀態，而碳化硅就是其中的典型代表，當前高端碳化硅器件國產化率非常低，且仍處于供不應求階段，整體產業鏈都處于進入快速放量和持續擴產的階段，市場正處于爆發期，前景非常明朗。

設備端受掣肘

由于碳化硅具有寬禁帶寬度、高擊穿電場、高熱導率、高電子飽和速率及更高的抗輻射能力等優點，是高溫、高壓、大功率應用場合下極為理想的半導體材料，被廣泛應用于新能源汽車、光伏、儲能、電網、5G基站、軌道交通、數據中心、白電、消費電子等市場。

據Yole預測，2025年全球碳化硅功率半導體市場規模將達到25.62億美元，2019-2025年均復合增長率超過30%。作為一個巨大的增量市場，國內外功率半導體廠商都能從中看到機會，紛紛向碳化硅領域發力，政策、資本也都聚焦于此。

業內人士指出，碳化硅賽道非常火熱，目前來看，僅國內公布的碳化硅項目就不止100個，市場上看到已進入和打算進入的企業還有很多。

集微網了解到，相對于硅產業而言，碳化硅作為一個新材料，其發展時間較短，國內在碳化硅領域與國際領先水平的差距并沒有那么大。同時，碳化硅器件為功率半導體產品，屬于成熟制程范疇，芯片制造一般只需要350nm的工藝制程，國內半導體企業都能從中看到超越國際巨頭的新機遇。

以碳化硅襯底為例，目前全球碳化硅器件供給不足的主要癥結就是襯底的交付產能不足，究其原因在于襯底良率較低，不超過70%，只能通過擴大產能來彌補良率方面的不足。

在此情況下，包括CREE、II-VI、ST、SiCrystal、昭和電工以及天科合達、天岳先進、三安光電、世紀金光、晶盛機電、東尼電子、河北同光、山西爍科、浙江晶越、露笑科技等數十家碳化硅襯底廠商紛紛擴大生產。

事實上，除良率不足外，國內碳化硅襯底產業還受到國外部分發達國家的技術封鎖、設備禁運，以及生產耗材供應稀缺、工藝不成熟等問題掣肘，導致國內廠商生產成本居高不下，產能供給有限，且技術能力也落后于國際先進水平。

另一名業內人士也表示，國內在材料生長、切磨拋裝備和表征設備等方面都需要依賴進口，部分設備型號及更新速度嚴重受限于其他國家的政策。

長晶爐基本實現國產替代

事實上，碳化硅襯底制備的關鍵環節在于長晶工藝，由于碳化硅需要在高溫（>2,200℃）、真空環境中生長，對溫場穩定性的要求高，生長速度非常緩慢，且無法觀察晶體的生長狀況，容易產生異質晶型，難以把控良率。因此，只有長晶工藝和設備緊密結合，研發、生產效率才能達到最佳。

因此，包括CREE、II-VI、SiCrystal等國際碳化硅領先企業都是以自研設備為主，國內方面，天科合達、河北同光、山西爍科等老牌碳化硅襯底廠商也是采用自研設備的路線，露笑科技、晶盛機電和上機數控均是從自研碳化硅長晶爐設備開展碳化硅襯底業務。

環球晶董事長徐秀蘭也在6月21日舉辦的股東會上表示，環球晶決定新增制造設備項目，規劃自行設計生產碳化硅長晶爐設備，以強化產品的可控因素。

徐秀蘭還指出，碳化硅長晶爐設備預計需2年時間開發。不過，為搶抓入場時機，并不是所有碳化硅襯底廠商都采用自研設備。

隨著越來越多碳化硅襯底項目開出，包括北方華創、晶升裝備、連城數控、恒普科技等設備廠商都從中看到了機會，并陸續推出國產碳化硅長晶爐設備。北方華創曾在2021年度業績說明會上表示，碳化硅長晶設備訂單飽滿，預計今年出貨將超500臺。

天岳先進也在投資者互動問答中表示，公司目前長晶爐已基本實現國產替代，其中熱場設計、控制軟件以及組裝調試工作均由公司自行完成。

國產廠商齊發力切磨拋設備

除碳化硅長晶爐設備外，被日本高鳥占據80%以上份額的碳化硅切磨拋設備，成為了上機數控、宇晶股份、大族激光、高測股份等廠商向上突圍的共同選擇。

今年11月，上機數控在官微表示，公司在碳化硅切割領域取得了較大突破，自行研發的碳化硅切片設備獲得成功，開辟了“碳化硅設備國產替代進口”的先河。截至目前訂單量已接近150臺，在國產碳化硅切片機市場占有率超90%。

同時，上機數控還指出，今年5月，碳化硅邊緣倒角機研制成功，目前已發往客戶試用。

10月底，高測股份也表示，自2022年6月累計至今，公司碳化硅金剛線切片機已簽訂銷售訂單12臺，基本覆蓋行業新增金剛線切片產能需求。

大族激光在近期指出，公司應用于第三代半導體的SiC晶錠激光切片機、SiC超薄晶圓激光切片機正在客戶處做量產驗證。

11月，宇晶股份在接受機構調研時稱，目前公司已實現碳化硅材料的切、磨、拋加工設備的全覆蓋，因碳化硅材料的硬度高，公司線切割機采用砂漿線的方式切割碳化硅，已實現小批量銷售，還有部分碳化硅切、磨、拋加工設備在多家客戶處進行驗證，碳化硅設備的驗證期較長，驗證通過后，預計將會形成訂單需求。

環宇數控9月在互動平臺上表示，公司作為數控磨削設備的專業提供商，有可用于以碳化硅為代表的半導體材料加工的磨削和研磨拋光設備，主要應用在半導體材料的磨削和拋光等工序。

深科達也表示，公司正在研發的芯片劃片機可以應用于碳化硅。

在研磨工藝后的清洗環節，國內半導體清洗設備龍頭盛美上海7月份推出了新型化學機械研磨后（Post-CMP）清洗設備，該設備用于制造高質量襯底化學機械研磨（CMP）工藝之后的清洗，6英寸和8英寸的配置適用于碳化硅（SiC）襯底制造，8英寸和12英寸配置適用于硅片制造。

各環節設備加速突圍

除碳化硅襯底外，在外延、芯片制造、封裝、測試等環節，碳化硅設備均涉及高溫、高能量等特殊工藝，國內供給存在空白，但進口設備交期通常在一年以上，甚至兩年，嚴重制約了國內產線的發展。

在此情況下，國內設備廠商也紛紛推出碳化硅設備產品，部分領先企業已經具備整線裝備解決方案能力。一名國產設備廠商人員表示，相對于硅基設備而言，碳化硅產業尚處于發展初期，市場需求非常旺盛，且相關設備并沒有形成標準，因此，公司可以配合客戶展開研發，推出更具創新性的產品，而不僅僅是國產替代。

在外延設備方面，晶盛機電表示，公司生產的SiC碳化硅外延設備為公司獨立研發設計和生產制造，核心技術均擁有獨立的知識產權，目前已實現批量銷售。

季華實驗室也在4月表示，由季華實驗室大功率半導體研究團隊自主研發的6英寸SiC高溫外延裝備，取得突破性進展。該設備核心部件全部采用國產，整機國產化率超過85%。

今年9月，北方華創在行業會議上表示，公司具有10余年外延設備研發的技術積累，目前4/6吋SiC外延設備已簽訂單超百臺，批量機臺已在各大主流外延廠實現穩定量產。

除長晶爐和外延設備外，北方華創還可以提供刻蝕、高溫退火、氧化、PVD、清洗機等碳化硅設備。

與北方華創一樣，中電科48所也在打造整線產品，其今年7月舉辦的行業會議上表示，公司在國內率先開發出碳化硅器件制造關鍵裝備，形成成套態勢。中電科48所陸續開發出碳化硅外延設備、高溫高能離子注入機、高溫激活爐、高溫氧化爐，并持續研發第二代、第三代機型，截至目前，其碳化硅設備已在生產線應用/簽訂合同百余臺套。

在封測設備方面，快克股份在11月舉辦的2022張江汽車半導體生態峰會上表示，公司看好SiC未來市場，并積極投入研發應用于SiC器件封裝的銀燒結設備。目前公司自主研發的銀燒結設備已經在部分客戶端實現打樣驗證。同時，公司投建的“第三代半導體功率芯片微納金屬燒結工藝及設備研發項目”已被江蘇省工信廳認定為關鍵核心技術（裝備）攻關項目。

作為國內半導體測試設備龍頭，華峰測控表示，公司近幾年切入了第三代化合物測試領域、功率模塊測試以及SoC類集成電路測試領域，目前公司在氮化鎵測試領域已經走在了全球前列，在大功率IGBT和碳化硅測試領域也開始逐漸放量。

聯動科技也表示，公司產品已規模運用于第三代半導體，如GaN、SiC（碳化硅）產品領域。

綜上所述，目前國內碳化硅產業已經形成了從裝備、材料、器件到應用的全生態產業鏈，正處于快速擴張階段，需要建立安全可靠的國產碳化硅產業鏈。可以預見的是，隨著國內碳化硅產業的崛起，勢必將給上述國內設備廠商帶來巨大的發展機遇。

來源：集微網