襯底作為碳化硅產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),其性能優(yōu)化直接決定下游器件的可靠性與應用上限。近期公開的兩項襯底相關專利,分別從絕緣層設計與光學結構制備兩大方向實現(xiàn)創(chuàng)新。
騰云創(chuàng)芯半導體材料(上海)有限公司于2026年1月2日公開的“一種六方氮化硼絕緣體上碳化硅襯底結構的制備方法”(CN121262882A),創(chuàng)新性采用六方氮化硼作為絕緣層材料。該方案通過精準控制頂層SiC薄膜厚度,有效減少電荷散射現(xiàn)象,顯著提升器件穩(wěn)定性,可精準匹配高壓功率器件對絕緣層均勻性與薄膜質量的嚴苛要求,為新能源汽車電控、光伏逆變器等高壓場景提供了高性能襯底解決方案。

圖片來源:國家知識產權局
北京阿法龍科技有限公司于2026年1月6日公開的“基于碳化硅襯底的連續(xù)深度漸變的光柵結構及其制備方法”(CN121276675A),實現(xiàn)了碳化硅在光學領域的關鍵技術突破。該專利采用漸變犧牲層+兩步等離子刻蝕+等離子拋光的集成工藝,在碳化硅襯底上成功制備出高精度連續(xù)深度漸變光柵,可精準匹配RGB三色波長的衍射需求。據(jù)專利摘要顯示,該技術有效消除了傳統(tǒng)刻蝕工藝中的微溝槽缺陷,解決了單層全彩光波導制備中深寬比與表面質量難以兼顧的行業(yè)痛點,同時降低了光波導傳輸損耗,提升了產品良率。

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在功率器件領域,結構優(yōu)化與制備工藝升級成為近期專利創(chuàng)新的核心方向,旨在實現(xiàn)器件性能提升與制造成本降低的雙重目標。
廣東芯粵能半導體于2025年12月26日公開的“碳化硅功率器件及其制備方法”(CN121218646A),采用條狀MPS與條狀柵極交替的復合結構設計,融合PiN與肖特基器件的技術優(yōu)勢,不僅實現(xiàn)了低導通電阻(Ron)、低正向壓降(Vf)的性能表現(xiàn),還增強了器件的抗浪涌能力。該技術方案有效降低了制造成本,可廣泛適配新能源汽車、光伏儲能等高壓大電流應用場景,契合當前功率半導體領域對高效能、低成本器件的市場需求。

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江蘇集芯先進材料于2026年1月6日公開的“碳化硅制備裝置和碳化硅的制備方法”(CN121266460A),通過底部補氣組件的特殊設計,在加熱過程中通入氫氣形成由上至下的氣相雜質排出通道,顯著提升了碳化硅材料的合成純度。同時,該設計有效避免了氫氣對爐體的腐蝕,延長了設備使用壽命,進一步降低了規(guī)模化生產的綜合成本。

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單晶生長質量與加工精度是制約碳化硅產業(yè)化的關鍵瓶頸,近期授權及公開的多項專利聚焦這一領域展開技術創(chuàng)新。
湖南頂立科技于2026年1月6日獲得授權的“帶晶體換熱裝置的碳化硅單晶生長設備”(CN223766475U),通過可滑動的晶體換熱裝置實現(xiàn)對籽晶溫度的精準控制,有效優(yōu)化了單晶生長過程中的熱場均勻性,減少了晶體缺陷,為高品質碳化硅單晶的穩(wěn)定制備提供了設備保障。

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紹興自遠磨具于2026年1月8日公開的“基于多模態(tài)分散技術的碳化硅研磨漿料及其制備方法”(CN121271506A),采用化學改性與多物理分散相結合的技術路徑,有效抑制了碳化硅微粉的團聚現(xiàn)象,通過改性層緩沖研磨過程中的剛性碰撞,減少了材料表面的深劃痕與亞表面損傷,可適配高端光通信、功率器件襯底等領域的超精密研磨需求。
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連云港沃鑫高新材料于2026年1月9日獲得授權的“一種用于碳化硅微粉生產的多級研磨設備及其使用方法”(CN120790336B),則通過多級研磨工藝的設計,可適配不同粒徑碳化硅微粉的生產需求,顯著提升了研磨效率與粒度分布均勻性,能夠滿足先進封裝、陶瓷材料等領域對微粉純度與粒徑的差異化要求。

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除核心產業(yè)鏈環(huán)節(jié)外,碳化硅的應用領域也在持續(xù)拓展。
泰州晶澤路新材料于2026年1月9日獲得授權的“一種碳化硅節(jié)能型的電阻絲”(CN223786206U),采用多基體并聯(lián)結構降低總電阻,配合雙層防護設計,實現(xiàn)了節(jié)能與抗機械沖擊的雙重效果,成功將碳化硅材料應用于高溫工業(yè)加熱場景,進一步豐富了碳化硅的產業(yè)應用生態(tài)。

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結合行業(yè)發(fā)展趨勢,隨著8英寸碳化硅產線的逐步通線與產能爬坡,以及12英寸襯底技術的持續(xù)推進,碳化硅材料的規(guī)?;瘧贸杀緦⑦M一步降低。而此次多項專利技術的落地,將與產能擴張形成協(xié)同效應,加速推動碳化硅在新能源、AR顯示、先進封裝等領域的產業(yè)化進程。
(集邦化合物半導體 金水 整理)
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