導語：碳化硅（SiC）是第三代半導體材料的核心，在很多行業(yè)都有著舉足輕重的地位，但因其高昂的成本卻限制了其在下端市場的應用場景以及市場滲透。

碳化硅半導體，以其制作的器件具有耐高溫、耐高壓、高頻、大功率、抗輻射等特點，具有開關速度快、效率高的優(yōu)勢，可大幅降低產(chǎn)品功耗、提高能量轉(zhuǎn)換效率并減小產(chǎn)品體積，目前主要應用于以5G通信、國防軍工、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車、“新基建”為代表的電力電子領域，在民用、軍用領域均具有明確且可觀的市場前景。

-碳化硅反射鏡-

但目前碳化硅材料的高成本限制了其在下端市場的應用場景以及市場滲透，那么碳化硅具體貴在什么地方呢？

主要貴在以下4個方面：

1、一次性價格高昂耗材占比重

在碳化硅的制備過程中，一次性價格高昂耗材占比過重是導致碳化硅襯底生產(chǎn)成本高的原因之一。坩堝（石墨件）指以一定粒徑的石墨粉高壓壓制后高溫長時間煅燒制成的器皿，具有耐高溫、導熱性能強、抗腐蝕性能好、壽命長等特點，是碳化硅晶體生長過程中的耗材之一，其在碳化硅襯底生產(chǎn)原料中到2021年占比達到45%以上，而且其占比還呈現(xiàn)一種上升趨勢，這是碳化硅制備成本高昂的很大一個原因。

2、制備工藝條件要求高

碳化硅制備的工藝實現(xiàn)條件要求極高有以下幾點：（1）碳化硅粉料合成過程中的環(huán)境雜質(zhì)多，難以獲得高純度的粉料；作為反應源的硅粉和碳粉反應不完全易造成 Si/C 比失衡；碳化硅粉料合成后的晶型和顆粒粒度難控制；（2）2300°C以上高溫、接近真空等在密閉石墨腔室內(nèi)完成“固-氣-固”的轉(zhuǎn)化重結(jié)晶過程，生長周期長、控制難度大，易產(chǎn)生微管、包裹物等缺陷；（3）碳化硅包括200多種不同晶型，但生產(chǎn)一般僅需一種晶型，生長過程中易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變造成多型夾雜缺陷，制備過程中單一特定晶型難以穩(wěn)定控制，且不同晶型之間的能量轉(zhuǎn)化勢壘極低又給控制增加了難度，期間的參數(shù)控制、相關研究需要巨大的研發(fā)成本，這又是導致合規(guī)的碳化硅成本高昂的又一大原因。

3、污染處理成本

在國家加強生態(tài)建設、碳中和、碳達峰的大環(huán)境下，材料制備的污染問題無疑會給材料的成本增加一筆隱形投入。雖然碳化硅的制造企業(yè)不屬于重污染企業(yè)，但中國高質(zhì)量經(jīng)濟發(fā)展無疑是伴隨著國家加強生態(tài)建設、碳中和、碳達峰的大環(huán)境下進行的，所以制備材料的污染處理是一個不可忽視的重要因素。

4、以微觀密度為例解釋良率低

碳化硅晶體中最重要的結(jié)晶缺陷之一是微管，其是導致產(chǎn)品良率低以及合規(guī)碳化硅成本高昂的又一大因素。微管是延伸并貫穿整個晶棒的中空管道。微管的存在對于器件的應用是致命的，襯底中的微管存在的密度將直接決定外延層的結(jié)晶質(zhì)量，器件區(qū)存在微管時將導致器件過高的漏電流甚至器件擊穿，造成器件失效。

綜合以上信息可知，碳化硅制備過程中一次性價格高昂耗材占比過重、制備工藝實現(xiàn)條件難度大、制備污染處理費用高以及晶體微管密度高等等原因是綜合導致碳化硅成本高昂的重要原因。

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