國泰君安：碳化硅襯底正在從6英寸擴(kuò)徑至8英寸 國內(nèi)廠商迎歷史機(jī)遇期

智通財(cái)經(jīng)APP獲悉，國泰君安發(fā)布研究報(bào)告稱，12英寸硅晶圓憑借成本優(yōu)勢成為主流，但擴(kuò)徑至18英寸需要近1000億美元研發(fā)成本，單廠投入達(dá)100億美元，但僅能實(shí)現(xiàn)8%左右的半導(dǎo)體芯片單位降本，廠商繼續(xù)擴(kuò)徑動力有限。參考硅晶圓的發(fā)展歷程，從6英寸向8英寸擴(kuò)徑的行業(yè)趨勢明確，如果國內(nèi)設(shè)備廠商仍大幅提升6英寸襯底設(shè)備產(chǎn)能將面臨“投產(chǎn)即落后”的問題，該行認(rèn)為設(shè)備廠商在本階段應(yīng)該重點(diǎn)突破和布局8英寸襯底設(shè)備產(chǎn)能，以實(shí)現(xiàn)彎道超車。

國泰君安主要觀點(diǎn)如下：

碳化硅襯底擴(kuò)徑至8英寸是國產(chǎn)設(shè)備商的機(jī)遇期。

參考半導(dǎo)體硅晶圓尺寸發(fā)展歷程，使用12英寸硅晶圓可以實(shí)現(xiàn)近50%的半導(dǎo)體芯片單位降本。12英寸硅晶圓憑借成本優(yōu)勢成為主流，但擴(kuò)徑至18英寸需要近1000億美元研發(fā)成本，單廠投入達(dá)100億美元，但僅能實(shí)現(xiàn)8%左右的半導(dǎo)體芯片單位降本，廠商繼續(xù)擴(kuò)徑動力有限。參考硅晶圓的發(fā)展歷程，考慮到該行認(rèn)為8英寸將成為主流碳化硅襯底，后續(xù)廠商缺乏繼續(xù)擴(kuò)徑的動力。從6英寸向8英寸擴(kuò)徑的行業(yè)趨勢明確，如果國內(nèi)設(shè)備廠商仍大幅提升6英寸襯底設(shè)備產(chǎn)能將面臨“投產(chǎn)即落后”的問題，該行認(rèn)為設(shè)備廠商在本階段應(yīng)該重點(diǎn)突破和布局8英寸襯底設(shè)備產(chǎn)能，以實(shí)現(xiàn)彎道超車。

襯底降本是碳化硅器件降本的關(guān)鍵。

襯底在碳化硅器件成本中占比為47%。是價(jià)值量最高的原材料，碳化硅襯底成本占比高的原因?yàn)榫C合良率僅為40%左右，分環(huán)節(jié)來看：1)長晶環(huán)節(jié)，襯底制備的長晶環(huán)節(jié)對工藝要求高，國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)良率僅為50%左右;2)加工環(huán)節(jié)，碳化硅的硬度大且脆性高，加工環(huán)節(jié)的切割破損率高，碳化硅加工環(huán)節(jié)的良率約為70%。尺寸擴(kuò)徑、廠商擴(kuò)產(chǎn)以及制備技術(shù)更新將推動碳化硅襯底良率提升并提升產(chǎn)量，降低襯底成本，根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2026年之前襯底價(jià)格以每年5%-10%的幅度下降。

切割環(huán)節(jié)成本占比較高，將是襯底制備的主要降本環(huán)節(jié)。

切割是加工碳化硅襯底的關(guān)鍵工藝，成本占比超過50%。由于碳化硅硬度大且易脆裂的特性，晶錠切割難度大、磨損率高。通過長晶環(huán)節(jié)提高良率仍需要較長時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)累積，攻克晶錠切割環(huán)節(jié)切割速度慢和切片良率低這兩大關(guān)鍵問題后可以實(shí)現(xiàn)快速降本，是行業(yè)降本的主要方向

目前金剛線切割正在替代砂漿切割，激光切割將是未來主流。

碳化硅的切割技術(shù)包括砂漿切割、金剛線切割和激光切割三種，其中砂漿線切割技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于絕大部分碳化硅襯底廠商，但存在損耗較大等問題，金剛線切割技術(shù)是目前主流迭代方案。以DISCO公司的KABRA技術(shù)和英飛凌冷切技術(shù)為代表的碳化硅激光切割技術(shù)具有損耗小、效率高和產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)勢，將是下一代主流切割技術(shù)。目前國內(nèi)廠商掌握了砂漿切割和金剛線切割技術(shù)，但激光切割技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)突破，是國內(nèi)設(shè)備廠商的重點(diǎn)研發(fā)方向。

風(fēng)險(xiǎn)提示：碳化硅滲透不及預(yù)期;國內(nèi)廠商突破激光切割技術(shù)進(jìn)度不及預(yù)期。