碳化硅衬底切割行业分析报告：8英寸碳化硅衬底的历史机遇.pdf

碳化硅衬底切割行业分析报告：8英寸碳化硅衬底的历史机遇。碳化硅衬底扩径至 8 英寸是国产设备商的机遇期。参考半导体硅晶 圆尺寸发展历程，使用 12 英寸硅晶圆可以实现近 50%的半导体芯片 单位降本。12 英寸硅晶圆凭借成本优势成为主流，但扩径至 18 英寸 需要近 1000 亿美元研发成本，单厂投入达 100 亿美元，但仅能实现 8%左右的半导体芯片单位降本，厂商继续扩径动力有限。参考硅晶 圆的发展历程，考虑到我们认为 8 英寸将成为主流碳化硅衬底，后 续厂商缺乏继续扩径的动力。从 6 英寸向 8 英寸扩径的行业趋势明 确，如果国内设备厂商仍大幅提升 6 英寸衬底设备产能将面临“投 产即落后”的问题，我们认为设备厂商在本阶段应该重点突破和布 局 8 英寸衬底设备产能，以实现弯道超车。

衬底降本是碳化硅器件降本的关键。衬底在碳化硅器件成本中占比 为 47%。是价值量最高的原材料，碳化硅衬底成本占比高的原因为综 合良率仅为 40%左右，分环节来看：1）长晶环节，衬底制备的长晶 环节对工艺要求高，国内领先企业良率仅为 50%左右；2）加工环节， 碳化硅的硬度大且脆性高，加工环节的切割破损率高，碳化硅加工 环节的良率约为 70%。尺寸扩径、厂商扩产以及制备技术更新将推动 碳化硅衬底良率提升并提升产量，降低衬底成本，根据 CASA 数据， 2026 年之前衬底价格以每年 5%-10%的幅度下降。

切割环节成本占比较高，将是衬底制备的主要降本环节。切割是加 工碳化硅衬底的关键工艺，成本占比超过 50%。由于碳化硅硬度大且 易脆裂的特性，晶锭切割难度大、磨损率高。通过长晶环节提高良 率仍需要较长时间的经验累积，攻克晶锭切割环节切割速度慢和切 片良率低这两大关键问题后可以实现快速降本，是行业降本的主要 方向。

目前金刚线切割正在替代砂浆切割，激光切割将是未来主流。碳化 硅的切割技术包括砂浆切割、金刚线切割和激光切割三种，其中砂 浆线切割技术已经应用于绝大部分碳化硅衬底厂商，但存在损耗较 大等问题，金刚线切割技术是目前主流迭代方案。以 DISCO 公司的 KABRA 技术和英飞凌冷切技术为代表的碳化硅激光切割技术具有损 耗小、效率高和产品质量高的优势，将是下一代主流切割技术。目 前国内厂商掌握了砂浆切割和金刚线切割技术，但激光切割技术尚 未实现突破，是国内设备厂商的重点研发方向。