碳化硅作为重要的第三代半导体材料,具有大禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高抗辐射等特点,适合制造高温、高压、高频、大功率的器件,在能源、电子、汽车等领域展现了巨大的潜力。根据Yole预测,2021—2027年全球碳化硅功率器件市场规模有望从10.90亿美元增长到62.97亿美元,保持年均34%的复合增速。其中,车规级市场是碳化硅最主要的应用场景,有望从2021年的6.85亿美元增长至2027年49.86亿美元,CAGR为39.2%。
从光伏到新能源汽车,碳化硅下游市场需求旺盛,特别是随着电动汽车和新能源需求的持续增长,对碳化硅材料的需求呈现出井喷式增长的态势。而从产业链来看,碳化硅产业链条较长,涉及衬底、外延、器件设计、器件制造和封测等一系列环节。其中,产业链上游碳化硅衬底的加工工序主要分为切割和研磨。
切割是指将碳化硅晶棒沿着一定的方向切割成翘曲度小,厚度均匀的晶体薄片的过程,目前常规的切割方式是多线砂浆切割。而研磨工艺则是指去除切割过程中造成碳化硅晶片的表面刀纹以及表面损伤层,修复切割产生的变形。由于碳化硅的高硬度,研磨过程中必须使用高硬度的磨料研磨碳化硅切片的晶体表面,通过旋转研磨盘和研磨液,对碳化硅衬底进行磨削,达到平整化和光洁度的要求。
目前,国内在碳化硅各个环节已经涌现一批代表企业,产业发展迅速,试图以国产替代争夺市场份额。深圳中机新材料有限公司就是一家国内领先的高硬脆材料和高性能研磨抛光材料的技术研发、生产及工艺创新的高新技术企业,旗下产品已全面实现自主研发和量产,有用于金属及非金属硬脆材料加工的切削研磨抛光材料及研磨抛光的精细化工产品,包括团聚金刚石微粉、团聚金刚石研磨液、氧化铝抛光液、二氧化硅抛光液及其配套使用的研磨垫、抛光垫等,广泛应用于光学晶体、半导体芯片及衬底、微电子、消费电子等领域产品的研磨抛光解决方案。
据悉,深圳中机新材料有限公司自主研发的团聚金刚石研磨液采用特殊配方,分散性好、粒度均匀,相比单晶金刚石研磨液增加了组合刃角的数量,具有多棱外形特征,并增加了聚合强度,使其保留多刃角的特性,不仅拥有较高的切削能力,工艺良率更高,成本更低,精磨损伤层更低,更适用于对表面要求质量高,且对去除速率要求较高的应用场景,并可以加工成各种结合剂的磨削工具,应用于各种硬质金属及非金属材质的高速研磨。
随着碳化硅技术的不断突破和国内产业链的完善,国内碳化硅产业有望进一步壮大并在全球竞争中占据更有利的地位。深圳中机新材料有限公司将持续坚持技术创新,在长期被国外垄断的关键材料应用环节中,逐步实现国产替代,推动中国研磨抛光材料高端化、精密化和国际化进程。
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