咨询热线

400-007-6266

010-86223221

我国SiC外延炉行业分析:多腔&多片有效提高产能 晶盛等厂商引领国产替代

前言:SiC外延需要严格控制厚度均匀性、掺杂均匀性、缺陷率和生长速率,方法包括化学气相沉积CVD、液相外延LPE、分子束外延MBE等,其中CVD兼备成本适中+外延质量好+生长速度快的优势,应用最广,而水平式/行星式CVD技术难度&成本相对较低,是新进入者的首选。目前,我国SiC外延炉行业主要由海外企业占据,但是仍然有诸多缺点,而国产SiC外延炉具有技术、成本和性价比方面优势,并且在企业技术不断取得新突破下国产替代加速。随着国产替代加速以及半导体硅片等下游需求不断释放,我国SiC外延炉行业市场规模扩大,预计2024年市场空间为21.6亿元。

1、水平式是新进入者首选,多腔&多片有效提高产能

根据观研报告网发布的《中国SiC外延炉行业发展趋势分析与未来前景预测报告(2024-2031年)》显示,SiC外延主要设备是CVD。 SiC外延需要严格控制厚度均匀性、掺杂均匀性、缺陷率和生长速率,方法包括化学气相沉积CVD、液相外延LPE、分子束外延MBE等,其中CVD兼备成本适中+外延质量好+生长速度快的优势,应用最广。CVD工艺流程:①利用载气(H2)将反应源气体(如SiH4/C3H8 )输送到生长室内的热区; ②气体达到被加热的 SiC 衬底,反应沉积单晶薄膜(外延片)。

水平式/行星式CVD技术难度&成本相对较低,是新进入者的首选,但水平式气体迁移路径长,膜厚和掺杂浓度不稳定,同时气体入口距衬底近,流场和温场不均匀,容易形成SiC颗粒掉落,造成缺陷;垂直式的气体入口距衬底较远,流场和温场更均匀,不易生成SiC颗粒,但技术难度大&设备昂贵,使用垂直式的主要是Nuflare。

外延炉多/单腔&/单片对比情况

对比

概述

单机多腔VS单机单腔

单腔室中的多步工艺可以转变为多腔室中的单步工艺,这种设计有利于简化腔室内的设计,提升工艺的效率和重复性。当某个腔室发生故障时,可以单独维修,而不影响其他腔室的工艺,提高设备稼动率与整线的产出,但双腔室技术难度远高于单腔室。Nuare的双腔*单片6寸产能约1500-1800/(全自动),而原先的单腔*单片产能约6001月,产能实现翻番

单腔单片VS单腔多片

单腔多片通过片数的增加提高单位时间产能,但单腔多片的难点在于控制多片外延的厚度均一性、掺杂均一性。例如国外爱思强曾采用单腔8片式,产能600-1200/月,但气体浓度控制难度大,外延不均匀且缺陷比较多,不受市场认可。因内晶盛机电成功推出了6寸单脑双片式,产能达到600-650/月,比单腔单片产能增加70%,单片运营成本降幅可达30%以上

资料来源:观研天下整理

2、海外企业占据市场主导,SiC外延炉行业国产替代加速

目前,我国SiC外延炉行业主要由海外企业占据,代表企业有意大利的LPE、德国的爱思强、日本的Nuflare,其MOCVD设备的核心差异是对气体流量的控制。例如,Nuflare:垂直气流,喷淋头和托盘距离长,优势在于流场均匀、particle少、产能大,缺陷在于设备成本高(3500万元单腔)、厚度和掺杂的均匀性略差、耗材成本高;爱思强:垂直气流(公转+自转),优势在于厚度和掺杂的均匀性好,缺陷在于重复性差(不适用量产)、Particle较多。

外延炉主要厂商性能对比情况

类别

意大利LPE

德国爱思强(GSWW

日本NuflareS6

芯三代设备

工艺类型

水平气流

垂直气流,喷淋头和托盘距离短,自转+公转

垂直气流,喷淋头和托盘间距大

垂直气流,喷淋头和托盘间距适中

厚度均匀性

0.5-1.5%

<1%

<2%

<1.5%

掺杂均匀性

1.5-5%

<4%

<4%

<3%

缺陷

<0.5/cm2

<0.5/cm2

<0.02/cm2

<0.02/cm2

生长速率

90μm/h

>25μm/h

>50μm/h

>50μm/h

升温/冷却时间

---

20+40min/65+14min

7min/7min

7-15min/7-30min

最高温度

1650

1650

1650

1650

温度均匀性

<2

<2

4wafer<1℃,6wafer<2

6wafer<1.5

设备价值量

1100RMB单腔

2200RMB单腔

3500RMB双腔

1200~RMB单腔

单腔产能(6)

单腔*单片;300~500/

单腔*8片,600~1200/

双腔*单片,1500~1800/

单腔*3片(可扩更多片);600~2000/

优势

生长速率高,价格适中,厚度和掺杂的均匀性较好

厚度和掺杂的均匀性好

流场均匀,Particle少,设备利用率高

厚度和掺杂的均匀性好,生长速率高,价格低

劣势

工艺可调性差,Particle多,PM周期短

Particle非常多,重复性差(不适于量产),衬底背面污染

厚度和掺杂的均匀性略差,设备成本高,耗材成本高

验证迭代需要时间

资料来源:观研天下整理

不过,我国国产SiC外延炉与国外相比,具有技术、成本和性价比方面优势,所以在SiC产业即将迎来井喷时间,时间上无法让国外几家厂商进行大的技术方案革新或者推倒重来。因此,可以预见的是在接下来2-3年SiC MOCVD会短时间内大量替代国外设备。

比如,目前,国产厂商晶盛机电、北方华创、芯三代、中电48所和深圳纳设智能主要借鉴LPE 的水平气流&单片外延方式,其中芯三代也研发Nuflare垂直气流&双腔外延方式。与此同时,晶盛机电6寸单片式碳化硅外延设备(型号为150A,产能350-400片)已实现国产替代,2023年6月公司又成功研发8英寸单片式碳化硅外延生长设备,引领国产替代。

外延炉厂商产能规划

厂商

设备进展/产能规划

NuFlare

年产约12台,大部分订单被国际大公司买断,订货周期特别长。2025年才开始供应国内市场。

LPE

年产约30台,2/3供给中国,国内厂商只有瀚天天成与LPE签订合约,可保证每年20-30台外延炉设备供应。

晶盛机电

2018年开始开发单片式外延设备,2023年发布双片式外延设备

北方华创

外延设备应用广泛,包括单晶硅、多晶硅、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、磷化铟(InP)等

资料来源:观研天下整理

其中,2019年,晶盛开始开发碳化硅外延炉,水平式、垂直式、行星式均有布局。目前,在批量销售的是6英寸和8英寸的水平式和垂直式设备,行星式还在研发阶段(在实验室做工艺调试)。最新发布的设备是8英寸的双片式碳化硅外延炉,和单片式相比产能提升70%,单片生产成本降低30%。根据相关资料可知,截至2024年3月底,晶盛的碳化硅外延炉累计出货超过200台,出货量国内领先;2024年上半年,晶盛营业收入达到144.8亿元。

其中,2019年,晶盛开始开发碳化硅外延炉,水平式、垂直式、行星式均有布局。目前,在批量销售的是6英寸和8英寸的水平式和垂直式设备,行星式还在研发阶段(在实验室做工艺调试)。最新发布的设备是8英寸的双片式碳化硅外延炉,和单片式相比产能提升70%,单片生产成本降低30%。根据相关资料可知,截至2024年3月底,晶盛的碳化硅外延炉累计出货超过200台,出货量国内领先;2024年上半年,晶盛营业收入达到144.8亿元。

数据来源:观研天下整理

3、我国SiC外延炉行业市场规模将稳定增长

随着国产替代加速以及半导体硅片等下游需求不断释放,衬底片产能持续增加,我国SiC外延炉行业市场规模扩大。根据数据显示,2024年,我国硅外延设备市场空间约为21.55亿元,占比24%。假设2022年衬底产能为47万片,衬底所需外延炉数量为2.08台/万片,外延炉价格为800万元/台,经测算可得到2022年外延炉市场空间为7.82亿元;假设2024年衬底产能为135万片,衬底所需外延炉数量为2台/万片,外延炉价格为800万元/台,经测算可得到2024年外延炉市场空间为21.6亿元。

2022-2026年我国SiC外延炉行业市场规模现状及预测情况

类别

2022

2023

2024E

2025E

2026E

衬底片产能(万片)

47

92

135

131

141

衬底所需外延炉数量(/万片)

2.08

2.08

2

2

1.92

外延炉价格(万元/)

800

800

800

800

800

外延炉市场空间(亿元)

7.82

15.31

21.60

20.96

21.66

资料来源:观研天下整理(WYD)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

芯片复杂度攀升 我国半导体第三方实验室检测分析行业需求从“低频”走向“高频”

芯片复杂度攀升 我国半导体第三方实验室检测分析行业需求从“低频”走向“高频”

在芯片制程向3nm及以下演进、Chiplet与3D封装技术加速普及的背景下,半导体检测分析正从“后端质量把关”升级为贯穿研发、制造、封装全流程的“技术赋能者”。与晶圆测试(CP)和成品测试(FT)不同,第三方实验室检测聚焦于研发阶段的失效分析(FA)、材料分析(MA)与可靠性验证(RA),以独立、专业、高效的定位,成为

2026年06月13日
从“基础元件”到“战略器件”:我国二极管行业市场规模持续扩容

从“基础元件”到“战略器件”:我国二极管行业市场规模持续扩容

当前,我国二极管行业正经历“量增价升”的结构性变化——2024年全球二极管市场规模达59.80亿美元,中国市场25.11亿美元,2026年1-4月出口金额同比增长28.5%,远超出口量1.1%的增速,产品结构优化趋势显著。需求端,四大驱动力形成共振:汽车电动化与800V高压平台(比亚迪海豹08、小鹏G6、蔚来等主流车企

2026年06月13日
政策红利释、AI算力爆发、显示面板支撑 我国靶材行业迎来量价齐升黄金发展期

政策红利释、AI算力爆发、显示面板支撑 我国靶材行业迎来量价齐升黄金发展期

在AI算力爆发与显示产业向中国转移的双重驱动下,我国靶材行业迎来“量价齐升”的黄金发展期。数据显示,中国高性能溅射靶材市场规模已从2017年的185亿元增长至2020年的283亿元,预计2026年将达653亿元,年复合增长率约15%。

2026年06月12日
AI驱动+政策加持 我国集成电路测试板行业市场需求水涨船高

AI驱动+政策加持 我国集成电路测试板行业市场需求水涨船高

中国是全球测试板增长最快的市场,2025年市场规模达39.7亿元,预计2027年将增至47.9亿元,年复合增长率9.94%,显著高于全球6.19%的平均水平。需求端,AI芯片单颗功耗突破2000W、112G PAM4高速信号普及,直接催生高层数(80层以上)大电流测试板与高速链路测试板的刚性需求;

2026年06月12日
全球消费级移动照明行业现状分析:细分赛道稳健增长 线上渠道强势主导

全球消费级移动照明行业现状分析:细分赛道稳健增长 线上渠道强势主导

消费级移动照明是移动照明核心分支,近年伴随全球户外生活方式普及、民众应急储备意识提升,消费级移动照明市场规模稳步扩张,北美、欧洲、亚太是需求核心区域。渠道端则呈现线上销售为主、线下门店为辅的分销结构,手电筒、露营氛围灯、头戴式照明灯等细分品类需求同步持续增长。

2026年06月12日
AI服务器风口下全球IC载板行业迎结构性增长机遇 中国大陆国产替代与高端化并进

AI服务器风口下全球IC载板行业迎结构性增长机遇 中国大陆国产替代与高端化并进

不过,自2024年起,随着数据中心、高性能算力基础设施加快建设,叠加先进封装技术不断普及、终端市场需求持续释放,全球IC载板市场重新步入增长通道,且增速逐步加快。到2025年,其市场规模达1058亿元,同比增长18.21%。

2026年06月10日
全球AI推理芯片市场爆发 中国增速领跑 边缘端侧成核心增长点

全球AI推理芯片市场爆发 中国增速领跑 边缘端侧成核心增长点

当下全球AI产业重心正从模型训练转向推理落地,而这也推动了推理芯片市场进入爆发增长期。国内凭借AI应用扩容、国产替代加速、产业链成熟三重利好,增速领跑全球。其中云边端推理芯片按场景需求差异化布局,端侧赛道目前已占据市场最大份额。

2026年06月10日
中国锂电池电解液全球主导地位持续强化 头部企业争相布局一体化与海外产能

中国锂电池电解液全球主导地位持续强化 头部企业争相布局一体化与海外产能

锂电池电解液是锂电池四大主材之一,主要由溶剂、溶质和添加剂组成。2020年至2025年,随着锂电池出货量高增,我国锂电池电解液出货量快速攀升,同时全球占比不断提升,主导地位持续强化。行业已形成头部集中的寡占型竞争格局,“一超多强”特征显著。

2026年06月09日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部