今日，據臺媒報道，臺灣中山大學晶體研究中心已成功長出6吋導電型4H碳化硅單晶，中心厚度為19mm，邊緣約為14mm，生長速度達到370um／hr，晶體生長速度更快且具重復性，這標志著臺灣地區(qū)第三代半導體碳化硅向前推進的進程。
碳化硅作為第三代半導體的代表，具有耐高壓、耐高溫、高頻、低損耗等優(yōu)勢，是制備大功率電力電子器件以及微波射頻器件的基礎性材料，是發(fā)展電動車、6G通訊、國防、航天、綠能的關鍵要素。
碳化硅表現優(yōu)異，但制造的難度系數較高。生長溫度、壓力等多種因素都會影響碳化硅的晶型穩(wěn)定性，因此想要獲得高質量、晶型均一的單晶材料，在制備過程中必須精確控制如生長溫度、生長壓力、生長速度等多種工藝參數。
目前，臺灣地區(qū)投入生產的企業(yè)發(fā)表的生長速度約在150～200um／hr之間，晶體穩(wěn)定性與良率仍有待提升。
圖片來源：拍信網正版圖庫
中山大學材料與光電科學系教授兼國際長周明奇表示，此次生長晶體的長晶爐、存放材料的容器坩堝、熱場設計、生長參數及晶體缺陷檢驗等，所有關鍵技術與設備設計、組裝全部MIT，沒有依賴國外廠商。
周明奇指出，臺灣地區(qū)半導體產業(yè)在推進高功率元件、電動車及低軌衛(wèi)星等先進應用的過程，缺乏成熟的第三代半導體材料碳化硅的晶體生長技術，發(fā)展受到限制。
目前4 吋、6 吋碳化硅晶圓為市場主流尺寸，并逐漸朝向8吋轉進。展望未來，周明奇指出，團隊已投入8吋導電型（n-type）4H碳化硅生長設備研發(fā)設計，今年將持續(xù)推進碳化硅晶體生長核心技術，也正打造高真空環(huán)境，研發(fā)生長半絕緣碳化硅。
他強調，每個材料的獨特性質需經多年驗證，新材料欲取代或現有材料要退場，須考量多重因素，例如材料的工作環(huán)境及穩(wěn)定性等。
日前媒體提到Tesla將刪減碳化硅芯片的用量，原文是說耐高溫的部分仍用碳化硅，而低溫的部分用硅，兩者分開封裝。碳化硅仍是必要材料，因此，電動車的須求與充電樁仍是非常巨大。（文：集邦化合物半導體 Amber整理）
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