12英寸SiC布局加速，哪种长晶工艺将成主流？

插播：天科合达、天岳先进、同光股份、烁科晶体、合盛新材料、三安半导体、东尼电子、中电化合物、芯聚能、安海半导体、凌锐半导体、士兰微、泰坦未来、恒普技术、华卓精科、快克芯装备、京航特碳、奥亿达半导体及成都炭材等已确认参编《2025碳化硅衬底与外延产业调研白皮书》及《2025碳化硅器件与模块产业调研白皮》，参编咨询请联系许若冰（hangjiashuo999）。

今年以来，12 英寸 SiC 技术呈现出突飞猛进的态势，众多衬底及设备厂商纷纷亮出自身进展成果，引发行业广泛关注。

在这一浪潮中，“行家说三代半” 发现又有一家厂商成功实现了12英寸长晶设备交付。值得注意的是，此次交付的长晶炉采用的是电阻法SiC技术。

基于此，本期【产业透视】栏目将深入聚焦，一方面详细梳理业界 12 英寸 SiC 技术发展的最新动态，全面呈现这一前沿领域的最新足迹；另一方面，深入剖析感应加热法与电阻加热法两种长晶技术路线，从三大维度进行对比，挖掘其主要差异，以期为行业发展提供更具价值的洞察与思考。

晶驰机电等14家厂商

公布12英寸SiC进展

5月19日，据“正定发布”透露，河北晶驰机电有限公司举行河北省首台（套）12英寸电阻法高纯碳化硅晶体生长炉交付仪式，该系列产品是晶驰机电入驻正定后自主完成研发生产的高端装备，将服务于国际知名半导体行业领军企业。

据了解，晶驰机电交付的两台12英寸碳化硅单晶生长炉采用先进AI算法和PVT工艺相结合，制备的高纯碳化硅单晶材料将用于AR眼镜光波导中。

晶驰机电销售总经理赵耀表示，晶驰机电通过自主研发碳化硅单晶生长炉，不断迭代8至12英寸长晶工艺，将先进AI算法运用于PVT长晶过程中，创新地设计晶体生长温场与开发新的气相原料分布工艺，不断突破12英寸碳化硅晶体生长过程中温场不均、晶体开裂等核心问题，实现了技术跨越。

据“行家说三代半”不完全统计，今年以来，共有14家厂商公布12英寸SiC进展，且全部为中国厂商：

设备端：大族半导体、西湖仪器、天成半导体、晶驰机电、天晶智能、力冠微电子相继公布了12英寸SiC工艺设备，聚焦长晶工艺、衬底加工等方面。

衬底端：天岳先进、烁科晶体、天科合达、同光半导体、浙江晶瑞、晶驰机电相继展示了12英寸SiC晶锭和衬底，包括导电型衬底、高纯半绝缘衬底、光学级衬底、热沉级衬底、多晶衬底。

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SiC单晶生长工艺对决

感应法与电阻法谁更具优势？

在设备端领域，“行家说三代半”观察到，共有4家企业推出了12英寸SiC长晶设备，且均采用PVT工艺，其中连城数控、晶驰机电明确采用电阻加热法，这是否意味着电阻式加热将成为大尺寸SiC单晶生长的主流方案？

从技术路线看，PVT工艺仍是碳化硅单晶生长的主流工艺，目前以感应加热法应用居多，但近年来电阻加热法的研究与应用热度持续升温，二者在碳化硅晶体生长领域各具特点与优势，正引发行业对SiC单晶生长技术的进一步深入探讨。

具体来看，感应法与电阻法的差异主要体现在设备结构、温度控制及运营成本上，电阻法虽然在大尺寸SiC单晶生长领域具有诸多优势，但也存在一定问题：

设备结构方面的差异

图：北方华创、行家说三代半

众所周知，感应式加热是利用电磁感应现象，通过导电线圈将电能转化为热能，从而形成热场。但实际上，感应式加热法可分为两种，一种是线圈内置型，另一种为线圈外置型。

从具体结构看，线圈内置型设备采用不锈钢腔室，成本较低，但采用该方案的企业较少。线圈外置型则采用双壁石英管水冷，优势较为明显，也是目前最主流的碳化硅单晶生长工艺。

另一方面，电阻式加热是直接通过加热元件（如石墨）产生热场，所以一般采用石墨加热器，可实现大尺寸的均匀温场，是未来生长大尺寸碳化硅单晶的主流工艺之一。

温度控制方面的差异

不少业内人士表示，SiC晶锭的生长条件极其苛刻，需要控制许多工艺参数，以避免出现诸如晶体堆层错、微管、位错包裹体等缺陷。其中，温度及温度梯度直接影响SiC的生长形态、生长速率及品质。

事实上，感应式加热和电阻式加热最大的差异也是在于温度控制。一般而言，电阻式加热的径向温度梯度小，且热场控制较为灵活，能更加有效的控制晶体生长界面及厚度，并降低内部应力，所以更能满足大尺寸晶体生长需要。

然而，电阻式加热对工艺匹配性的要求较高，厂商需要投入更多的精力去调整热场、坩埚结构等工艺，才能实现较好的生长效果。与之相比，感应式加热的操作较为简便，易于控制，所以受到较多厂商青睐。

运营成本方面的差异

图：北方华创、行家说三代半

除了设备结构及温度控制外，感应式加热与电阻式加热在运营成本上也有着较大差异。在坩埚损耗方面，感应式加热极其依赖坩埚完整度，如有腐蚀，会对晶体生长造成较大影响，而电阻式加热对坩埚腐蚀有更高的容忍度，可以使用更多的炉次，使用寿命更长。

反之，感应式加热在加热装置、操作/维护保养等方面也具有一定优势，能有效保障设备的长期稳定运行，减少因设备故障引发的生产中断和额外成本支出。

总体来看，感应式加热与电阻式加热在碳化硅单晶生长领域各具特色，在设备结构、温度控制及运营成本等方面差异显著。如今，PVT工艺仍是碳化硅单晶生长的主流，感应式加热虽应用居多，但电阻式加热热度攀升，二者相互促进，推动技术不断进步。

目前，8-12英寸的碳化硅扩径和高良率生长，需要粉料、石墨件、籽晶粘接、长晶、切磨抛等耗材和设备企业的技术支持。“行家说三代半”正在进行《2025碳化硅衬底与外延产业调研白皮书》的调研工作，将聚焦大尺寸单晶生长的工艺突破，欢迎各大企业参与白皮书的编写工作，参编咨询请联系许若冰（hangjiashuo999）。

本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。

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