中关村半导体照明工程研发及产业联盟：2019年碳化硅SiC产业研究报告（69页）.pdf

1、 碳化硅（SiC）产业研究报告 中关村半导体照明工程研发及产业联盟 2019 年中关村半导体照明工程研发及产业联盟目录 一、产业概述.1（一）SiC 材料性能及其应用.1 1、半导体材料基本概念.1 2、SiC 材料基本特性.2 3、SiC 材料主要应用.4（二）发展 SiC 产业的战略意义和必要性.5 二、产业链与核心技术.8（一）SiC 产业链及核心技术介绍.8 1.衬底.8 2.外延.12 3.器件.13 4.模块.19 5.产品应用.21 6.半导体设备.22（二）技术发展现状及趋势.26 1.衬底.26 2.外延.27 3.器件.28 4.模块.33 三、产业宏观环境及整体发展情况.

2、34（一）全球发展环境及整体发展情况.34 中关村半导体照明工程研发及产业联盟1、国际碳化硅产业链及重点龙头企业.34 2、国际碳化硅产业投资并购重大事件.39 3、国外政府的重点产业促进政策.42 4、全球产业发展特点及趋势.45（二）国内整体发展情况.47 1、国内碳化硅产业链及重点龙头企业.47 2、国内碳化硅产业投资并购重大事件.51 3、中央部委及地方政府的重点产业促进政策.56 4、国内产业聚集区分布情况及进展.60 5、国内产业发展特点及趋势.62 中关村半导体照明工程研发及产业联盟1 一、产业概述（一）（一）SiC 材料材料性能性能及其应用及其应用 1、半导体材料基本概念、半导

3、体材料基本概念 半导体材料（Semiconductor Materials）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在 1mcm1Gcm 范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。半导体材料可以划分为三个时代。第一代半导体材料第一代半导体材料以硅（Si）和锗（Ge）等元素半导体材料为代表，奠定了微电子产业基础奠定了微电子产业基础。其典型应用是集成电路（IC，Integrated Circuit），主要应用于低压、低频、低功率晶体管和探测器中，在未来一段时间，Si 半导体材料的主导地位仍将存在。但是 Si 材料的物理性质限制了其在光电子和高频电子器件上的应用，如其间

4、接带隙的特点决定了它不能获得高的电光转换效率。且其带隙宽度较窄（1.12 eV）、饱和电子迁移率较低（1450 cm2/Vs），不利于研制高频和高功率电子器件。第二代半导体材料第二代半导体材料以砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）为代表，奠定了信息产业基础奠定了信息产业基础。GaAs 材料的电子迁移率是 Si 的 6 倍，具有直接带隙，故其器件相对 Si 器件具有高频、高速的光电性能，被公认为是很合适的通信用半导体材料。同时，其在军事电子系统中的应用日益广泛且不可替代。然而，其禁带宽度范围不够大，仅涵盖了 1.35 eV（InP）2.45 eV（AlP），只能覆盖波长 506 nm918 nm

5、 的红光和中关村半导体照明工程研发及产业联盟2 更长波长的光，而无法满足中短波长光电器件的需要；此外，第二代半导体材料击穿电场较低，这两者极大的限制了其在高温、高频和高功率器件领域的应用。另外由于 GaAs 材料的毒性可能引起环境污染问题，对人类健康存在潜在的威胁。第三代半导体材料第三代半导体材料是指带隙宽度明显大于 Si（1.1eV）和 GaAs（1.4eV）的宽禁带半导体材料（2.0 eV6.0 eV），包括族氮化物（如氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）等）、碳化硅（SiC）、宽禁带氧化物（如氧化锌（ZnO）、氧化镓（Ga2O3）、钙钛矿（CaTiO3）等）及金刚石薄膜等宽禁带半导体材料。

6、与第一代半导体材料和第二代半导体材料相比，第三代半导体材料禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性质，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，而且在高电压、高频率状态下更为可靠，此外还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。图图 1 1-1 1 半导体材料应用特性半导体材料应用特性 2、SiC 材料基本特性材料基本特性 与第一代半导体材料 Si 和第二代半导体材料 GaAs 相比，SiC 具有更优良的物理和化学性质，如表 1 所示。这些性质包括高热导率、中关村半导体照明工程研发及产业联盟3 高硬度、耐化学腐蚀、耐高温、对光波透明等