碳化硅（SiC）是第三代半导体材料，具有高频、高压、大功率、低功耗的优点。单晶状态的碳化硅即为碳化硅单晶，是重要的宽禁带半导体材料，主要包括3C、4H、6H等异构体。碳化硅单晶制备得到的氮化硅衬底，是制造碳化硅器件的关键基础材料，为降低碳化硅器件生产成本，大尺寸碳化硅单晶成为发展趋势。
碳化硅产业链包括衬底制造、外延生长、器件制造、下游应用等环节。其中，碳化硅衬底制造工艺难度大、价值量高，在器件中的成本占比达到45%，是核心环节。碳化硅衬底制造流程主要包括材料合成、单晶生长、晶体切割、晶片抛光清洗等环节。其中，碳化硅单晶生长是核心工艺与技术难点。由此可以看出，碳化硅单晶行业技术壁垒高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2026年大尺寸碳化硅单晶行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，目前，全球商业化的碳化硅单晶尺寸主要是4英寸与6英寸，尺寸越大制造成衬底后，可生产的芯片数量越多，碳化硅器件成本越低，因此大尺寸碳化硅单晶成为发展趋势。美国科锐是全球领先的碳化硅企业，已经成功生长出8英寸大尺寸碳化硅单晶，但尚未投放市场。大尺寸碳化硅单晶生长难度更大，在籽晶研制、温场均匀度控制、应力控制、原料分布等方面均有较高要求。
碳化硅单晶生长方法主要有化学气相沉积法、物理气相传输法、液相法等。其中，物理气相传输法（PVT法）是目前碳化硅单晶主流制备方法，工艺最为成熟。但PVT法存在晶体生长过程中缺陷难以控制的缺点，液相法生长得到的碳化硅单晶品质更高，在大尺寸碳化硅单晶制备方面优势明显，未来更具发展潜力。
我国于2000年前后已经开始碳化硅单晶生长研究，代表性机构主要是中科院物理所、中科院上硅所、山东大学等。中科院物理所团队于2005年生长出2英寸碳化硅单晶，于2010年生长出4英寸碳化硅单晶，于2014年生长出6英寸碳化硅单晶。我国碳化硅单晶生产企业主要有天科合达、山东天岳等。天科合达与中科院物理所合作，将后者的研究成果产业化转化，具备4英寸、6英寸碳化硅单晶量产能力。
新思界
行业分析人士表示，在5G、新能源汽车等产业快速发展推动下，碳化硅单晶需求持续增长，2021年，全球碳化硅单晶片产量达到19万片左右。2021年在全球市场中，4英寸碳化硅单晶平均单价在2500元左右，6英寸碳化硅单晶平均单价在7000元左右，若8英寸大尺寸碳化硅单晶投入市场，其平均单价将达到万元以上。大尺寸碳化硅单晶在降低下游企业成本的同时，可提高生产企业的核心竞争力，提升其盈利能力。
2021年10月，中科院物理所团队在自研衬底上生长出8英寸大尺寸碳化硅单晶。这表明我国大尺寸碳化硅单晶研制能力已经达到国际先进水平，未来实现产业化转化后，将提升我国碳化硅单晶行业国际竞争力，推动我国碳化硅器件行业发展速度进一步加快。
