半导体行业动态：碳化硅功率器件需求增长 推动第三代半导体产业升级

新能源与工业电力电子带动碳化硅应用

随着新能源汽车、光伏逆变器、储能系统及工业电源设备不断发展，功率半导体器件对耐高压、低损耗和高工作温度的要求逐渐提高。传统硅基功率器件在部分高电压、高频率应用场景中面临性能限制，碳化硅（SiC）因此成为第三代半导体材料的重要发展方向。

碳化硅属于宽禁带半导体材料，具有较高的击穿电场、较高的热导率以及较好的高温工作能力。与传统硅材料相比，SiC器件在高压、高频及高温应用中具有一定优势。

目前，碳化硅功率器件主要包括肖特基二极管、MOSFET等类型，应用范围涉及新能源汽车主驱逆变器、车载充电机、光伏逆变器及工业变频电源。

碳化硅功率器件的主要类型

不同类型的碳化硅器件承担着不同的电力转换任务，其结构设计和性能指标也有所区别。

从衬底到器件制造的工艺要求

碳化硅功率器件的生产涉及衬底加工、外延生长、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积及金属化等多个环节。

其中，衬底质量直接影响后续器件制造。晶体生长过程中可能形成微管、位错及其他晶体缺陷，因此需要通过材料检测和晶圆表征手段对缺陷情况进行分析。

外延生长环节则需要控制外延层厚度、掺杂浓度及均匀性。对于高压功率器件而言，外延层参数会影响器件的耐压能力和导通性能。

200mm晶圆成为碳化硅制造的重要发展方向

近年来，碳化硅晶圆制造正在从150mm（6英寸）向200mm（8英寸）推进。扩大晶圆尺寸，可以在单片晶圆上排布更多芯片，有助于提高材料利用率和生产效率，同时为降低单位芯片制造成本创造条件。

2026年10月15日，英飞凌（Infineon）宣布与Wolfspeed签署多年期200mm碳化硅晶圆供应协议。此次合作将支持英飞凌从150mm晶圆制造向200mm晶圆制造转型，以满足新能源汽车、可再生能源及AI数据中心电力基础设施对SiC功率半导体的需求。

与此同时，韩国DB HiTek也已完成8英寸、1200V碳化硅MOSFET工艺的可靠性验证，并计划于2027年启动量产。

晶圆检测与材料质量控制受到重视

随着碳化硅晶圆尺寸扩大，晶圆制造企业需要进一步关注材料缺陷、表面平整度、厚度均匀性及外延层质量。

在生产过程中，晶圆检测设备可用于识别表面划痕、颗粒污染及晶体缺陷；厚度测量设备可辅助控制晶圆减薄工艺；材料分析仪器则能够对外延层特性进行评估。

这些检测环节有助于提高晶圆加工的一致性，为后续功率器件制造提供质量保障。

行业发展展望

碳化硅制造向200mm晶圆转型，意味着第三代半导体产业正在从技术研发逐步走向规模化制造。随着新能源汽车、储能系统、光伏发电和AI数据中心电力设备的发展，SiC功率器件的应用需求将继续受到关注。

未来，大尺寸晶圆加工、外延生长、晶体缺陷检测及精密测量技术，将成为碳化硅产业链的重要发展环节。