在半導(dǎo)體材料技術(shù)不斷革新的浪潮中，12英寸碳化硅（SiC）單晶襯底技術(shù)成為眾多廠商競相角逐的關(guān)鍵領(lǐng)域。近期，外媒報(bào)道Wolfspeed在12英寸碳化硅單晶襯底方面取得重要進(jìn)展，與此同時(shí)，國內(nèi)多家廠商也在該技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，不斷實(shí)現(xiàn)新的突破，為人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、高壓器件等眾多行業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。
1、Wolfspeed完成12英寸碳化硅單晶襯底的演示工作
近期，外媒報(bào)道Wolfspeed在技術(shù)研發(fā)上取得重要進(jìn)展，已順利完成12英寸碳化硅（SiC）單晶襯底的演示工作。這一成果，預(yù)計(jì)將為人工智能生態(tài)系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)以及眾多高壓器件應(yīng)用等關(guān)鍵行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力。
圖片來源：千庫網(wǎng)
Wolfspeed所打造的12英寸平臺，創(chuàng)新性地將電力電子器件大規(guī)模碳化硅制造技術(shù)與光學(xué)和射頻系統(tǒng)所采用的半絕緣襯底先進(jìn)技術(shù)有機(jī)融合。這種獨(dú)特的融合方式，能夠支持跨越光學(xué)、光子、熱學(xué)以及功率等多個(gè)領(lǐng)域的新型晶圓級集成，為相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了更為廣闊的空間。
從實(shí)際應(yīng)用的需求層面分析，碳化硅的材料特性與12英寸平臺所具備的技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了高度契合。以人工智能領(lǐng)域?yàn)槔?，隨著數(shù)據(jù)處理工作負(fù)載的不斷增加，數(shù)據(jù)中心的電力負(fù)荷也呈現(xiàn)出同步大幅增長的趨勢。在此背景下，市場對于更高功率密度、更出色的散熱性能以及更高的能源效率的需求愈發(fā)迫切。而碳化硅憑借其卓越的導(dǎo)熱性能和良好的機(jī)械強(qiáng)度，恰好能夠精準(zhǔn)滿足這一需求升級，為人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行和性能提升提供有力保障。
在下一代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）/虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）領(lǐng)域，設(shè)備對于緊湊輕巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著嚴(yán)格要求，同時(shí)還需要具備高亮度顯示、廣闊視野以及高效的散熱管理等功能。碳化硅在導(dǎo)熱性和光學(xué)折射控制方面所展現(xiàn)出的獨(dú)特特性，使其成為構(gòu)建多功能光學(xué)架構(gòu)的理想材料選擇，有望推動(dòng)AR/VR設(shè)備向更輕薄、性能更優(yōu)的方向發(fā)展。
除了在人工智能基礎(chǔ)設(shè)施和AR/VR領(lǐng)域發(fā)揮重要作用外，12英寸碳化硅平臺的落地應(yīng)用還將進(jìn)一步拓展先進(jìn)功率器件的應(yīng)用范圍。它不僅能夠?yàn)殡娋W(wǎng)級高壓能量傳輸、下一代工業(yè)系統(tǒng)等場景提供關(guān)鍵的核心支撐，還將憑借其技術(shù)優(yōu)勢，推動(dòng)相關(guān)組件朝著更小體積、更優(yōu)性能以及更低發(fā)熱量的方向持續(xù)升級，助力相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和創(chuàng)新發(fā)展。
2、國內(nèi)廠商12英寸SiC單晶襯底技術(shù)多點(diǎn)開花
在Wolfspeed于12英寸碳化硅單晶襯底技術(shù)取得成果的同時(shí)，國內(nèi)廠商在該領(lǐng)域也呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。
在2025年3月舉辦的Semicon China上，#天岳先進(jìn) 展示了全系列的300mm（12英寸）碳化硅襯底，不僅包括用于功率器件的N型導(dǎo)電型襯底，還包括用于射頻和光學(xué)的高純半絕緣襯底。
晶盛機(jī)電在2025年9月宣布，其首條12英寸碳化硅襯底加工中試線正式通線。業(yè)界認(rèn)為，這意味著國產(chǎn)供應(yīng)鏈不僅能“長”出12英寸晶體，還初步具備了對其進(jìn)行切、磨、拋等后道加工的能力，打通了從材料到晶圓的完整制造閉環(huán)。
2025年10月，天成半導(dǎo)體宣布，依托自主研發(fā)的12英寸碳化硅長晶設(shè)備成功研制出12英寸高純半絕緣碳化硅單晶材料，12英寸N型碳化硅單晶材料晶體有效厚度突破35mm厚。
2025年12月，晶升股份自主研發(fā)的12英寸碳化硅單晶爐已完成小批量發(fā)貨，正式交付客戶投入應(yīng)用。這一進(jìn)展不僅填補(bǔ)了國產(chǎn)300mm SiC長晶設(shè)備的空白，也為12英寸碳化硅襯底在先進(jìn)封裝、AR眼鏡等新興場景的落地奠定了“材料之基”。
2025年12月，瀚天天成全球首發(fā)12英寸碳化硅外延晶片，該產(chǎn)品外延層厚度不均勻性≤3%，摻雜濃度不均勻性≤8%，2mm×2mm芯片良率更是突破96%，滿足高端功率器件的量產(chǎn)需求。
（集邦化合物半導(dǎo)體 秦妍 整理）
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