碳化硅制造市场现状及设备国产化分析（6500字）

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摘要

碳化硅制造市场规模不断增长，但供货能力有限，需要掌握高精尖技术和扩大供货能力以应对市场需求。国内碳化硅市场表现不错，供货情况充裕，但生产速度较慢。国内外延片市场处于供不应求状态，外延炉和刻蚀机的缺口非常大，国内刻蚀机的市场占有率非常高，设备的国产化率也较高。长晶炉中使用的碳化结构件需要3-4炉更换一次，每次炉子大概7-8天。未来，垂直和水平气流设备都有存在的必要，但在中国使用LPE设备的公司更多。

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碳化硅制造市场规模在不断增长，但供货能力有限，需要掌握高精尖技术和扩大供货能力以应对市场需求。CVD设备和CCP刻蚀机分别用于LED、半导体和光伏行业，而不同颜色的LED使用不同的沉积法。石墨提纯能力、精加工和碳化硅CVD技术是该行业的三个关键门槛，设备制造需要投入数百万元到数千万元。

1.碳化硅制造涉及生命周期、制造商、生产工艺和设备类型等关键因素。生命周期和制造商的选择会影响设备的生产能力和维护周期。设备类型包括氧化扩散炉和外延炉等，需针对不同设备进行不同的维护周期和更换周期。国内大厂在生产碳化设备，使用国产涂层。碳化硅市场发展迅速，但设备供货能力有限。

2.外延炉和氧化扩散炉是生产碳化硅晶圆的设备。一台氧化炉可产出2,000片晶圆，相当于3台刻蚀机所需的数量。刻蚀机主要用于硅线的集成电路领域，生产数量取决于多个步骤。主流的外延炉是HTCVD生长碳化硅。

3.CVD设备和CCP刻蚀机分别用于LED、半导体和光伏行业。MOCVD主要针对氮化镓的蓝绿白光LED，而CCP刻蚀机主要用于硅线的集成电路领域。红光LED主要用于显示，而LED最大的市场是照明市场。

4.砷化镓温度不需要像氮化镓这么高，因此在制备氮化镓的外延过程中使用的石墨盘相对容易制作。氮化镓红光市场目前国内只有中微在做，红光主要用途在红外线和微波通讯领域。

5.气相沉积法主要取决于原料、生长压力以及能量不同。CVD是气相沉积法，MOCVD是金属氧化物。LPCVD是低压氧化物。CVD设备的反应比较复杂，需要专业的设计人员进行气流仿真。

6.国内碳化硅外延产业已经发展迅速，但仍需要掌握高精尖技术和提升供货能力以应对市场需求。国产氧化扩散炉国产率约为20%。刻蚀环需根据经验进行保养，需更换周期大概为3-6个月。

7.石墨提纯能力、精加工和碳化硅CVD技术是该行业的三个关键门槛。国内没有现成的提纯设备可供购买，需自行制造。高纯石墨国际主要供应商为西格里和东洋碳素；晶舟用于高温制程，可使用5年时间。

8.需要根据产品需求选择合适的沉积法和设备。红光市场成熟，而LED最大的市场是照明市场。市场增量空间有限，竞争门槛高，需要专业的设计人员进行气流仿真。设备制造需要投入数百万元到数千万元。

国内碳化硅市场表现不错，供货情况充裕，但生产速度较慢。水平外延炉在国内比较普遍，但国际市场上水平和垂直气流设备都存在。从未来发展的趋势来看，垂直和水平气流设备都有存在的必要，但在中国使用LPE设备的公司更多。垂直气流设备的生产难度较高，价格较贵但生产能力较高。碳化硅验证周期较长，还需不断迭代。国内长晶炉的生产能力为每月30片，全球市场的需求量为50万片每月。碳化钽为长晶炉里使用部件，是一种消耗品。

1.CVD最后成膜基于动力学和热力学。成膜的基础是反应所需要的物质的温度，例如氮化镓的生成主要取决于能否形成符合化学计量比的氮化镓的能量。活化能可以通过公式计算。LED是MOCVD，而碳化硅CVD是HPCVD。

2.国内水平外延炉比较普遍，垂直气流设备的生产难度较高。国际市场上水平和垂直气流设备都存在，水平外延炉的主要来源是LPE设备。水平外延炉的生产能力较低，价格相对较高，而垂直外延炉的价格要贵一些，但生产能力较高。

3.国内最早开始仿制LPE的是北方华创，因此国内水平外延炉比较多。从未来发展的趋势来看，垂直和水平气流设备都有存在的必要，但在中国使用LPE设备的公司更多。水平外延炉的价格较高，但如果能够做到稳定产量，综合性价比将会很优秀。

4.碳化硅领域市场表现不错，供货情况充裕，但碳化硅的生产速度较慢。国内碳化硅国产率达到90-95%，但碳化硅的验证周期较长，还需不断迭代。碳化硅需求量很大，但现在还无法生产大批量的碳化硅芯片。

5.垂直托盘价格较高，因为垂直气流设备需要更高的平衡性；水平托盘转速较慢，加工精度较低。

6.国内长晶炉的生产能力为每月30片，全球市场的需求量为50万片每月。碳化钽为长晶炉里使用部件，是一种消耗品。

7.硅市场的先进工艺往往用于消费类产品上，但现在消费市场有所降级，整个做先进工艺12寸的盘子都很吃力。硅市场中的先进工艺主要用于功率器件、MCU等在控制端的产品，其中新能源车MCU的使用量很大，需求上涨。

在碳化硅和硅基的生产中，刻蚀环是一种常见的保护材料，但需要选择不同的材料制作。氧化扩散炉需要根据加热温度选择石英舟或碳化硅。LED的石墨盘使用周期内，进口基本在300-350炉，国产在150炉，评价盘子使用情况主要靠腐蚀量和增长厚度。制作LED和碳化硅的托盘是一个成熟的市场，由国内公司主导。晶舟是一种耐高温的设备，但价格较贵且市场不大。碳化硅CVD炉的盘子有涂层，长外延过程中会需要高温烘烤和腐蚀气体，每次使用后需要打磨。国内碳化硅石墨盘基本上都国产了，主要供应商是志橙和德智，其他小公司也在生产，但产值较小。

1.刻蚀环主要用在碳化硅和硅基的生产工艺中，放置在腔体的侧壁，用于保护腔体并需要选择不同的材料制作。相似度较高的刻蚀机可以适用于LED、碳化硅和硅基的生产，但需要根据不同工艺选择不同材料制作刻蚀环。

2.氧化扩散炉需要使用石英舟或碳化硅，数量较少且每年产量有限，需要根据加热温度选择设备。选择不同的设备能够确保生产过程的稳定性和产品质量。

3.晶舟是一种耐高温的设备，只要不损坏可以一直使用，但价格较贵且市场不大。晶舟的成本较高，使用的成本比较高，但在高温下使用效果较好。

4.碳化硅CVD炉的盘子有涂层，长外延过程中会需要高温烘烤和腐蚀气体，每次使用后需要打磨。涂层会受到氢气和氨气的影响，需要进行保护。在制作过程中，需要考虑盘子的金属离子残留和膜厚的均匀性等因素。

5.国内碳化硅石墨盘基本上都国产了，主要供应商是志橙和德智，其他小公司也在生产，但产值较小。其产量和质量稳定，为国内碳化硅和硅基生产提供了支持。

6.LED的石墨盘使用周期内，进口基本在300-350炉，国产在150炉，评价盘子使用情况主要靠腐蚀量和增长厚度。每次使用后需要打磨，其中盘子上增长的氮化镓和碳化硅需要进行保护。

7.制作LED和碳化硅的托盘是一个成熟的市场，由国内公司主导。供应商主要有志橙和德智，其他小公司也在生产，但产值较小。这个市场对缺陷不敏感，质量稳定，一旦产品通过认证，就会变得固化和不可动摇。

8.在碳化硅和硅基生产中，刻蚀环为常见的保护材料，选择不同材料制作刻蚀环能够确保产品质量。国内碳化硅石墨盘基本上都国产了，但市场仍然有一定的增量空间。其中，产品制作的核心竞争力在于材料纯化、工艺设备、检测仪器以及碳化硅涂层等方面的技术，一旦产品推出市场，往往对于外延厂商来说，我们已经成为了非常重要的合作伙伴。

国内外延片生产商以昭和电工为代表的垂直气流外延炉生产商为主导，水平外延炉在国内市场需求旺盛，国内的硅基外延炉国产化率较低，国内外延炉主要是从国外原厂厂商订做的，国内外延厂商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，未来国产外延片供应将会逐步导入，目前国内市场处于供不应求状态，外延炉和刻蚀机的缺口非常大，国内刻蚀机的市场占有率非常高，设备的国产化率也较高。

1.国内外延片生产商以昭和电工为代表的垂直气流外延炉生产商为主导，水平外延炉在国内市场需求旺盛，交货期较长。国内市场主要以水平外延炉为主，但是全球来看不一定如此。而现在国内垂直气流的外延炉也有供应商，未来谁将主导还不好说。

2.国内生产硅基外延炉的国产化率较低，对金属离子的要求很高，新机器的国产化率为0。国内外延炉主要是从国外原厂厂商订做的，国内北方华创、晶盛机电也会去做外延炉，但使用的材料和技术更加简单。国内生产商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。

3.国内外延厂商从开始验证国产外延片的时候同步就会去做碳化硅外延研发，未来国产外延片供应将会逐步导入。目前国内市场处于供不应求状态，外延炉和刻蚀机的缺口非常大。国内的外延厂商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。

4.国内外延炉主要是从国外原厂厂商订做的，国内北方华创、晶盛机电也会去做外延炉，但使用的材料和技术更加简单。国内生产商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。国内外延厂商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。

5.目前国内市场处于供不应求状态，外延炉和刻蚀机的缺口非常大。国内外延厂商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。国内刻蚀机的市场占有率非常高，设备的国产化率也较高。

6.国内刻蚀机的市场占有率非常高，设备的国产化率也较高。刻蚀机的市场需求很大，国内外延厂商很可能会定制国外进口的高纯石墨材料，因为一开始他们不敢冒险，而是会选择比较保险的做法。这些设备一般都是在北方华创订购，也是由刻蚀机厂家定制而不是像我们这些专门生产刻蚀环的公司供应。

7.在刻蚀环领域，国内生产的刻蚀机市场占有率非常高，设备的国产化率也较高。刻蚀环需要定期更换，保养设备把它拿出来清洗，相当于是一直在使用。因为碳化硅在高温下腐蚀氢体对晶舟损耗很小，所以可以用非常长时间。刻蚀机的使用和保养需要一定的经验和技术，定期更换刻蚀环的周期大约为3-6个月，需更换周期大概为3-6个月。

8.刻蚀机的市场需求很大，设备的国产化率也较高，国内刻蚀机的市场占有率非常高。一台刻蚀机应该能顶你10台外延测试机的话，差不多能达到10倍，而国内外延炉主要以水平外延炉为主，但是全球来看不一定如此。目前国内市场处于供不应求状态，外延炉和刻蚀机的缺口非常大。

国产刻蚀机效率已经达到国际水平，氧化扩散炉主要用于氧化扩散环节，一台氧化炉能产出2,000片晶圆，一台刻蚀机能产出3,000片，外延机生产能力为300片。LED行业市场饱和，设备增长动力低，耗材市场相对稳定。碳化硅外延主要使用HTCVD技术，成长速率大概在30-90微米每小时，现在全球主流的90%还是选用PVT法。市场主要供应商为中微到中盛光电，市场份额70% ，市场接近饱和。

1.国产刻蚀机的效率已经达到国际水平，相当于国外的两倍以上。而氧化扩散炉主要用于氧化扩散环节，温度段在1,300-1,700度之间。一台氧化炉能产出2,000片晶圆，一台刻蚀机能产出3,000片。因此，在生产芯片时，高效的制造设备是必须的。

2.石墨材料是LED行业涂层耗材的主要产品，国产产品主要由志承和德智占据市场，美尔森和韩国公司的业务较低端。这些公司主要提供石墨材料，市场相对稳定。由此可见，LED行业的竞争主要集中在设备方面。

3.碳化硅外延主要设备厂商是New Flay、LPE、东京电子以及中国的北方华创，主流使用HTCVD技术，成长速率大概在30-90微米每小时。HTCVD用于生长金属单晶硅，主要用于长晶体，长晶体的成本相对比较高，现在全球主流的90%还是选用PVT法。因此，在碳化硅外延方面，主要使用HTCVD技术。

4.长晶炉的制造时间为30天，生产成本相对较高。LED行业市场饱和，设备增长动力低，耗材市场相对稳定。因此，长晶体的生产受到限制，市场也没有太大增量。

5.HTCVD用于生长金属单晶硅，主要用于长晶体，成长速率大概在30-90微米每小时，现在全球主流的90%还是选用PVT法。因此，碳化硅外延主要使用HTCVD技术，而长晶体的生产主要使用PVT法，两者有所区别。

6.目前LED行业市场主要供应商为中微到中盛光电，市场份额70% ，市场接近饱和，没有什么增量。市场中其他厂商的份额较小，市场份额已趋于稳定，因此，竞争主要集中在设备方面。

7.HTCVD用于生长金属单晶硅，主要用于长晶体，成长速率大概在30-90微米每小时。而碳化硅外延主要使用HTCVD技术，生长速率大概在30-90微米每小时。因此，两者的用途有所区别，但在碳化硅外延方面，主要使用HTCVD技术。

8.国产刻蚀机的效率已经达到国际水平，相当于国外的两倍以上。而氧化扩散炉主要用于氧化扩散环节，温度段在1,300-1,700度之间。一台氧化炉能产出2,000片晶圆，一台刻蚀机能产出3,000片。在生产芯片时，高效的制造设备是必须的。同时，LED行业市场饱和，设备增长动力低，耗材市场相对稳定。因此，制造设备的研发与生产效率的提高是行业发展的重要方向。

国内Pecvd技术门槛不高，竞争不少。碳化硅和硅在氧化扩散炉中设备不同，国产氧化扩散炉的国产率约为20%。刻蚀机使用的刻蚀环在功率和损耗上有区别，中微主要做CCP，北方华创主要做ICP，全球以英国的SPTS为主。国内碳涂层厂商不愿意公开技术和细节，炉子设备可以自行生产，使用国产涂层，如天科、天悦、宁波恒普。长晶炉中使用的碳化结构件需要3-4炉更换一次，每次炉子大概7-8天。

1.Pecvd技术门槛不高，国产化率达到10% ，竞争不少。北方华创、拓荆科技等公司已经基本上仿照了应用材料的技术，并取得了一些突破。因此，与其他技术相比，并不是一个门槛更高的技术。

2.碳化硅和硅在氧化扩散炉中有区别，设备不同。碳化硅的氧化需要更高的温度，大概在1,500度左右，所以它使用纯碳化硅的设备；而硅的氧化扩散并不需要这么高的温度，1,300度就可以了，它使用的是石英的设备。国内氧化扩散炉的国产率约为20%。

3.刻蚀机使用的刻蚀环在功率和损耗上有区别，对介质膜的功率稍微大一点。相比较而言，对于刻硅化硅而言，它们的功率和损耗大致相当。中微主要做CCP，北方华创主要做ICP，全球以英国的SPTS为主。

4.国内碳涂层厂商不愿意公开技术和细节，如宁波恒普、天科、天悦。他们相当于跟碳化硅长晶炉和碳化硅长晶炉热场是在一起工作，他们是自己设计和独立开发的。炉子设备可以自行生产，使用国产涂层，如天科、天悦、宁波恒普。

5.长晶炉中使用的碳化结构件需要3-4炉更换一次，每次炉子大概7-8天。使用碳化碳涂层与否要看具体需要的温度；如果温度超过碳化硅承受范围，那么碳化碳涂层可能会用在一些设备中；但是使用碳化碳涂层也会增加成本。在温度在1,700度以内的情况下，使用碳化硅阀门可能更经济实惠。

6.国内Pecvd技术门槛不高，竞争不少。芯片工艺可以使用硅、碳化硅或氮化镓等材料。北方华创、拓荆科技等公司已经基本上仿照了应用材料的技术，并取得了一些突破。因此，与其他技术相比，并不是一个门槛更高的技术。

7.国内氧化扩散炉的国产率约为20%。碳化硅和硅在氧化扩散炉中有区别，设备不同。碳化硅的氧化需要更高的温度，大概在1,500度左右，所以它使用纯碳化硅的设备；而硅的氧化扩散并不需要这么高的温度，1,300度就可以了，它使用的是石英的设备。

8.刻蚀机使用的刻蚀环在功率和损耗上有区别，对介质膜的功率稍微大一点。中微主要做CCP，北方华创主要做ICP，全球以英国的SPTS为主。国内碳涂层厂商不愿意公开技术和细节，如宁波恒普、天科、天悦。炉子设备可以自行生产，使用国产涂层，如天科、天悦、宁波恒普。长晶炉中使用的碳化结构件需要3-4炉更换一次，每次炉子大概7-8天。