万里行 | 晶彩科技:提供高度定制化方案!以原位合成技术赋能碳化硅半导体全制程

发布时间 | 2025-11-10 14:09 分类 | 企业专访 点击量 | 122
碳化硅 硅微粉
导读:在本次的中国粉体工业万里行中,我们实地探访了绍兴晶彩科技有限公司(以下称“晶彩科技”),这家作为国内极少数实现半导体级碳化硅粉体从亚微米至毫米级全粒度覆盖的企业,正以其独特的原位合成...

相较于传统硅基半导体,碳化硅展现出更强的高压耐受性、更优的高温稳定性以及更低的能量损耗,不仅可将电机系统能耗降低20-30%,还使器件体积缩减50%左右,如今正加速应用于AR眼镜、白色家电、低空飞行器高功率电机等高效节能场景,市场需求呈爆发式增长。据预测,2026年全球碳化硅器件市场规模将突破100亿美元。不过,由于制程复杂、成品率问题较高,其价格通常是硅基IGBT的3-5倍甚至更高。在本次的中国粉体工业万里行中,我们实地探访了绍兴晶彩科技有限公司(以下称“晶彩科技”),这家作为国内极少数实现半导体级碳化硅粉体从亚微米至毫米级全粒度覆盖的企业,正以其独特的原位合成高纯碳化硅粉体技术,从原料端为破解碳化硅半导体产业面临的成品率难题提供切实可行的解决方案。


据介绍,“晶彩科技”由张博士和李博士创立于2018年,但两位创始人早在创业前就在高纯硅烷领域以及人工晶体生长领域积累了超过20年的深厚技术底蕴。面对当时尚未规模化的第三代半导体市场,他们敏锐捕捉到高纯碳化硅粉体国产化的行业空白。依托此前的技术积累,团队将研发方向延伸至下游材料领域,成功自主研发“原位合成高纯碳化硅多晶粉体技术”。与此同时,晶彩科技与国内顶尖高校展开联合技术攻关,建立了高纯碳化硅粉体材料研发及检测中心以及超高纯碳化硅粉料生产基地,逐步构建起一个覆盖半导体全制程的高纯碳化硅材料解决方案平台。

在传统的碳化硅粉体生产技术中,作为原料的碳粉和硅粉,以及生产后的研磨阶段,难免会引入杂质,产品普遍面临纯度瓶颈。晶彩科技自研的“原位合成高纯碳化硅粉体技术”创新采用液态高纯硅烷作为原料,通过设计、调控官能团的种类、数量等,可以直接合成高纯度碳化硅晶粒,实现纯度4-7N级、粒径亚微米至毫米级以及晶型结构(α相或β相)的精准调控。得益于此,晶彩科技在2018年成立当年即成为了国内首家全粒度半导体级碳化硅粉体规模化生产企业,产品得到了客户验证,并斩获国家发明专利10余项。为扩展产品应用,公司于2019年成功开发了半绝缘型与导电型等多类型碳化硅粉体,并在2021-2022间,实现高纯碳化硅粉的年产量达到了20吨的年产规模,其中生产的碳化硅多晶粉料成功应用在8英寸碳化硅衬底生长。

如今,“晶彩科技”已有一大批具有超高纯度(7N及以上)、粒径尺寸及均一性、晶型一致性的优质产品投入批量生产,产品矩阵聚焦半导体级高纯碳化硅多晶粉、高纯碳化硅陶瓷粉两大产品主线,应用深度覆盖第三代半导体全产业链。此外,也为5G电子器件提供专用的热管理材料导热填料。

1、半导体级碳化硅多晶粉

公司生产的半导体级碳化硅多晶料,产品纯度可达6N和6.8N两个级别,粒径可实现百微米到毫米级的精准控制,不同氮含量类型多晶粉料分别适用于导电型和半绝缘型晶体生长需求。


产品参数(支持非标定制)


半绝缘型半导体级碳化硅多晶粉产品型号


导电型半导体级碳化硅多晶粉大颗粒(左)及小颗粒(右)产品型号

2、高纯碳化硅陶瓷粉

主要用于制备半导体制程中的精密陶瓷件,为光刻机、等离子刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、集成电路和新设备提供专用组件。目前公司主要生产3C晶型高纯碳化硅粉(3C-SiC)以及重结晶制品用高纯碳化硅粉(R-SiC)。

(1)3C-SiC:产品粒径覆盖百微米级、微米级、亚微米级,产品纯度可实现4N-6N调控,产品具有纯度高、粒径均一、体积分数高、高结晶度等优点,可用于热压烧结、常压烧结、热等静压烧结等工艺生产碳化硅制品。


3C晶型高纯碳化硅陶瓷粉产品类型

(2)重结晶制品用高纯碳化硅微粉(Rs100系列和Rs07系列)

Rs100系列产品纯度高、微观形貌呈均一六方形、表面光洁类球状、粒径分布集中,被广泛用于半导体/光伏领域晶舟、炉管、炉腔配件等系列制品。


Rs100系列及相关参数

Rs07系列产品纯度高、流动性好、粒度分布合理,经过不同改性剂后的粉体亲水性好,固含量高,是注浆工艺以及挤出成型工艺的必备原料。

Rs07系列及相关参数

3、5G/6G大功率芯片热界面材料(电子级SiC)

应用领域

纯度

粒径

晶型

5G/6G大功率芯片热界面材料

5N

2μm、5μm

β/α相

6N

70μm、100μm、150μm

主要在导热硅胶、导热凝胶、导热垫片等热界面材料中作为导热填料,粒径可在亚微米级和微米级调节。

小结

第三代半导体碳化硅(SiC)市场持续高速增长,行业的提质增效迫在眉睫。晶彩科技精准锁定碳化硅半导体国产化的战略缺口,确立了"专注半导体制程碳化硅解决方案"的定位,利用原位合成高纯碳化硅粉体技术,实现了纯度、粒径、晶型结构的灵活调控,为碳化硅单晶生长及配套精密陶瓷部件提供优质的原材料支撑。面向未来的产业需求,晶彩科技计划将半导体级多晶粉的年产能从300吨扩产至1200吨,将高纯陶瓷粉的年产能从200吨扩产至1000吨,为国内碳化硅半导体产业加速发展提供重要支撑。


粉体圈整理

作者:粉体圈

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