重大技术突破！中国成功研发全球首款12英寸高质量碳化硅外延晶片 厦门火炬高新区的一片产业园里，一块直径30厘米的圆形晶片，最近让全球半导体行业重新审视中国的技术实力。 这是瀚天天成刚研发出的全球首款12英寸高质量碳化硅外延晶片，看似只是一块“石头切片”，却直接捅破了国外在第三代半导体领域的技术天花板。 对普通人来说，这东西的出现，意味着未来新能源汽车可能更便宜、光伏电费可能更低，甚至家里的智能电器也能更省电——这些看似不相关的场景，都离不开它的支撑。 很多人可能没听过“碳化硅外延晶片”，但肯定知道半导体的重要性。咱们平时用的手机芯片是硅基的，属于第一代半导体，而碳化硅是第三代半导体的核心材料，相当于半导体里的“强化版选手”。 它最牛的地方就是耐造：能扛住上千伏的高压、几百摄氏度的高温，还能在高频工作下少发热。 就拿新能源汽车来说，电驱系统里装了碳化硅器件，能量损耗能大幅降低，续航里程自然就上去了；光伏电站的逆变器用了它，能把更多太阳能转换成电能，减少浪费。 而外延晶片，就是在碳化硅衬底上“长”出的一层关键薄膜，这层膜的质量直接决定了后续芯片的性能和寿命，是整个产业链里的“卡脖子”环节之一。 这次的12英寸突破，绝不是简单把晶片做大那么简单。在此之前，全球市场主流的还是6英寸产品，8英寸的刚进入产业化阶段，12英寸则完全被国外企业垄断，不仅技术不对外泄露，连产品都禁止向我国出口。 要知道，晶片尺寸放大的难度是呈几何级数上升的，就像烙饼，烙一张巴掌大的小饼容易保证厚薄均匀，要烙一张直径30厘米的大饼，还得让每一寸厚度差不超过3%，难度可想而知。 而且碳化硅本身质地坚硬又脆弱，在“生长”外延膜的过程中，稍微控制不好就会出现缺陷，这些微小的缺陷会直接导致后续芯片报废，这也是国外长期卡脖子的关键所在。 瀚天天成能啃下这块“硬骨头”，靠的不是运气，而是十几年的技术积累。 作为国内首家实现3英寸、4英寸、6英寸碳化硅外延晶片商业化供应的企业，他们早就在全尺寸产品上摸透了技术规律，甚至还牵头制定了全球首个碳化硅外延的国际SEMI标准。 这次研发团队不仅解决了大尺寸晶片的缺陷问题，还实现了三个关键突破：外延层厚度不均匀性控制在3%以内，掺杂浓度不均匀性不超过8%，2毫米见方的芯片良率更是超过96%。 这三个数据意味着产品完全能满足高端功率器件的需求，更重要的是，他们已经具备了批量生产的能力——实验室做出样品不难，难的是每一片都达标，这也是商业化的核心前提。 技术突破最终要落到实际价值上，12英寸晶片最直接的好处就是降成本。数据显示，一块12英寸晶片能切割出的芯片数量，是6英寸的4.4倍，是8英寸的2.3倍。 在半导体生产中，每道工序的成本基本固定，能切割的芯片越多，单颗芯片的成本就越低。此前国内企业进口8英寸晶片，一片就要2000多美元，还得等半年才能交货，完全被动。 现在12英寸产品批量供应后，单颗芯片的材料成本能降低40%以上，下游的新能源汽车、光伏企业成本随之下降，这些红利最终都会传导到消费者身上。 这次突破的核心生产设备和衬底材料都是国内企业提供的，实现了关键供应链的国产化协同，彻底摆脱了对国外的依赖。 这背后还有个更重要的意义——补上了国内第三代半导体产业链的关键缺口。 此前国内已经突破了12英寸碳化硅衬底技术，但没有高质量的外延晶片，衬底就成了“有芯难用”的摆设。 现在外延晶片跟上了，从衬底、外延到器件、应用的完整产业链终于闭环，彻底摆脱了对国外供应链的依赖。 要知道，瀚天天成2023年就已是全球最大的碳化硅外延晶片供应商，2024年全球市场份额超31%，这次12英寸的突破，让中国在全球第三代半导体竞争中，从“跟跑”变成了“领跑”，还能参与到国际标准制定中，不再当被动的规则遵守者。 当然，我们也得清醒看待，技术突破只是第一步。接下来还要经过长期可靠性验证，毕竟碳化硅器件要求使用寿命超10万小时，相当于要稳定工作10多年，实际应用场景中的稳定性还需要时间检验。 另外，下游企业大多还在用8英寸产线，要适配12英寸晶片，还需要全产业链协同升级。但不管怎么说，这次全球首款12英寸高质量碳化硅外延晶片的诞生，已经为中国半导体产业注入了强心针。 这也印证了一个道理：核心技术买不来、讨不来，只有靠自主创新，才能掌握发展的主动权，让更多高科技产品走进寻常百姓家。
