国泰君安：碳化硅衬底正在从6英寸扩径至8英寸国内厂商迎历史机遇期_天天热闻

2023-05-09 11:20:37 来源：智通财经

智通财经获悉，国泰君安发布研究报告称，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，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，该行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。

(资料图片)

国泰君安主要观点如下：

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，考虑到该行认为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，该行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。

风险提示：碳化硅渗透不及预期;国内厂商突破激光切割技术进度不及预期。

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