8吋SiC开始爆单，这项技术助力击穿“成本墙”

这是SiC衬底应用不断延伸、市场前景日益广阔的时代。

最近，《2026碳化硅（SiC）衬底与外延产业调研白皮书》正在紧锣密鼓地进行调研。在走访调研中，我们了解到，在传统功率半导体领域，今年一季度SiC衬底需求增长显著，尤以8英寸SiC衬底的增幅最为亮眼。

与此同时，不仅台积电正逐步释放对SiC中介层衬底的明确需求，国内头部光学厂商亦已充分认知SiC光学衬底的技术优势，未来需求也十分明确。

SiC衬底成本趋势与应用场景延伸

同时，这也是SiC衬底企业迫切要在降本与保利之间奋力寻找平衡点的时代。

传统6英寸SiC衬底价格虽已企稳，但利润空间持续收窄，而下游器件厂商对8英寸SiC的降本诉求同样日益迫切。在新兴市场，光波导厂商希望SiC衬底的价格与玻璃相近，8英寸价格需下降50%。据SiC企业测算，满足这一成本门槛仍需2～3年。

可见，“技术降本”成为SiC衬底企业的核心竞争力，既决定企业当下的市场竞争力，也关乎企业未来的长远发展。

在SiC衬底企业普遍寻求降低成本的背景下，国产SiC长晶装备企业海目芯微正尝试通过提升SiC晶体良率，并提高耗材的生命周期、降低功耗、提高粉料利用率，以此降低晶体生长的生产成本，推动8英寸SiC晶体的生产成本（折算成单片衬底）向“数百元/片”的目标靠近。

前段时间，海目芯微宣布，继8英寸SiC衬底缺陷率做到稳定之后，他们还成功研制出12英寸SiC单晶晶锭，结晶质量优异、结构完整，展现了他们在SiC长晶工艺和设备技术的双重突破。

海目芯微8-12吋电阻炉与SiC晶体/衬底

除了尺寸突破外，值得关注的是，海目芯微还为SiC衬底降低成本提供了有力支撑。据介绍，他们通过多项技术革新，有望大幅降低8英寸SiC衬底成本。

目前，该公司的SiC电阻炉已在国内主流SiC衬底企业实现装机与稳定运行。海目芯微负责人透露，“早期交付的设备在客户端已连续无故障运行近2年，客户反馈设备的综合使用成本低于预期，而且在耗材和能耗上的节省带来了边际收益的提升。”

据介绍，海目芯微主要是从4个核心环节帮助SiC衬底大幅降本。

海目芯微8吋SiC电阻炉实现多维度降本

首先，设备功耗大幅降低，使得设备运行成本更低。据了解，海目芯微的SiC电阻炉通过多区独立加热、隔热材料与结构设计等技术迭代，减少了无效热耗散。目前，其设备在核心长晶阶段的持续运行功耗可稳定控制在35kW以下，相较于同类型电阻炉功耗大幅降低，预计单台长晶炉每年可为客户节省数十万元运营费用。

其次，核心耗材成本更低。海目芯微通过热场与气流流道设计，可有效保护石墨件和保温材料，耗材的使用寿命可延长至18-24个月。相比传统设计，其成本可降低约50%。

第三，SiC粉料成本更低。采用海目芯微的SiC电阻炉，SiC粉料的有效转化效率可提升至50%左右，而传统设计为30%左右。

该公司负责人表示，“将上述数据置入标准8英寸SiC晶体生产模型测算，整体的长晶环节综合成本得到有效压缩，这为SiC晶体生产成本（折换为单片衬底成本）向600元/片区间迈进提供了坚实的硬件基础”。

降低SiC晶体成本需要更高的可用晶体良率，值得一提的是，海目芯微SiC电阻炉的降本成效并未牺牲SiC晶体工艺质量，该设备在实际运行中，良率控制表现超出了预期。

海目芯微负责人透露，目前在客户端验证中，采用该公司SiC电阻炉生长的8英寸导电型/半绝缘型/透明SiC晶体，位错密度等关键缺陷率处于可控水平，而且晶体厚度、一致性与良率保持稳定。

同时，海目芯微SiC电阻炉的设备稳定性也十分突出。“我们早期交付的设备在客户端已连续无故障运行近两年，客户的评价是‘数据波动小，无需频繁干预’，稼动率与工艺重复性较高。”

据调研，由于国内SiC器件企业调高了8英寸车规级SiC衬底的BPD缺陷指标要求，导致部分衬底企业的SiC晶体良率大幅下降。而现阶段切磨抛后的12英寸SiC单晶衬底整体良率则更低，成本下行空间更为受限。

海目芯微认为，8-12 英寸SiC长晶良率的核心瓶颈，是大尺寸带来的“精密性、稳定性、复现性”综合挑战：

• 精密性不足：导致热场与流场微观扰动诱发缺陷增殖；

• 稳定性缺失：使得在数百小时生长周期内工艺窗口出现漂移；

• 复现性薄弱：令工艺经验难以跨炉次迁移。

为应对上述三大挑战，海目芯微构建了一套覆盖设备、技术路线、生产工艺的系统性工程方案，目标是实现温度、压力和气密性的精确控制，构建稳定可控的SiC单晶生长环境，这些参数的优化不仅可以提升SiC晶体的生长良率，也能够提升不同炉次之间的SiC工艺结果的可重复性。

首先，为了实现SiC长晶炉热场的精细调控，海目芯微采取了不同的技术路线，同时在加热系统和结构设计上也进行了技术创新。

在技术路线维度上，海目芯微选择了电阻加热。相较于感应加热方式，电阻式加热的SiC长晶炉能够提供更为均匀、更为稳定的面状热源，其热场本质具备温和性与长期稳定性，因此这种特性在SiC单晶从6英寸向8英寸和12英寸扩展时，可有效缓解径向热应力集中，为宽工艺窗口与高良率潜力奠定物理基础。

在加热系统与结构设计方面，海目芯微通过2套加热器以及AI智能温控技术，建立轴向温度梯度以驱动原料输运，同时平缓径向温度梯度，减少因热应力导致的晶体开裂，降低位错等缺陷密度。

据介绍，在生产8英寸碳化硅单晶时，海目芯微SiC长晶炉的径向温梯仅为10-11℃，同时径向温梯控制精度可以达到0.5%，达到量产级设备的良好水平。

其次，海目芯微还从设备的真空度和压力控制维度来提升SiC晶体品质。

相比6英寸SiC晶体生长工艺，8英寸和12英寸SiC单晶生长对炉内的真空压力控制要求较高，这是由于压力变化会对SiC晶体的生长速度和晶体质量产生极大影响。

为了提升SiC长晶炉的气密性与流场控制，海目芯微通过特殊的结构设计与密封技术，并结合计算流体动力学（CFD）优化，实现气体氛围的稳定，抑制多晶生长、保障气相传输均匀。

同时，SiC晶体生长需要以氩气为保护气、氮气为掺杂气，为了实现真空与分压精密管理，海目芯微研发了高精度的分压控制系统，实现对炉内分压的实时监测与闭环控制，为晶体表面反应动力学提供稳定条件。

据介绍，海目芯微SiC长晶炉的泄漏率可以达到0.8-1 Pa/12小时，同时，SiC长晶炉的真空控制精度可以达到5‰，满足8-12英寸SiC长晶工艺对高真空保持的严格要求，为长时间稳定生长提供了可靠保障。

第三，海目芯微还从工艺维度入手，将装备能力转化为SiC晶体品质。据介绍，他们主要是通过优化籽晶处理、成核控制、生长速率与温度曲线的匹配，将精密性与稳定性转化为SiC晶体品质的可复现性。同时，还通过精准热场控制，实现厚晶体的低位错密度稳定生长，提升单个SiC晶锭的产出率。

据介绍，目前海目芯微的SiC长晶炉在长晶稳定性、能耗控制、温场均匀性等多项指标上取得积极进展，部分核心指标达到行业先进水平。“我们早期交付的设备在客户端已连续无故障运行近两年，客户评价是‘数据波动小，无需频繁干预’，稼动率与工艺重复性较高。所以我们交付的不只是设备，更是一套‘用得好、靠得住、可迭代升级’的工艺赋能方案。”海目芯微负责人介绍道。

总的来说，海目芯微基于“装备与工艺双轨并行”的研发理念，打破了“先设备、后工艺”的传统模式。这一技术路径不仅让他们的SiC长晶设备建立起核心技术壁垒，也为整个行业探索出了一条兼顾降本与质量的可复制之路——在SiC衬底需求爆发、场景持续延伸的今天，这样的创新无疑恰逢其时。