中国粉体网讯 2020年，华为旗下哈勃投资增资入股碳化硅外延厂商瀚天天成；2021年7月，哈勃又分别投资碳化硅衬底和外延企业——天岳先进和东莞天域。
近年来，华为频频出手投资第三代半导体产业，尤其是在碳化硅领域，已经成为该赛道最大投资者之一了。华为缘何对碳化硅如此看重？
得SiC者得天下
去年发布的“‘十四五’规划和2035年远景目标纲要”明确提出，我国将加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业。
作为第三代半导体代表材料，碳化硅具有优良的物理和化学性能。
几种半导体材料特性比较
力学性能：高硬度（克氏硬度为3000kg/mm2），可以切割红宝石；高耐磨性，仅次于金刚石。
热学性能：热导率超过金属铜，是Si的3倍，是GaAs的8～10倍，散热性能好，对于大功率器件非常重要。
化学性能：耐腐蚀性非常强，室温下几乎可以抵抗任何已知的腐蚀剂。SiC表面易氧化生成SiO2薄层，能防止其进一步氧化，在高于1700℃时，这层氧化膜熔化并迅速发生氧化反应。SiC能溶解于熔融的氧化剂物质。
电学性能：4H-SiC和6H-SiC带隙约是Si的3倍，是GaAs的2倍；其击穿电场强度高于Si一个数量级，饱和电子漂移速度是Si的2.5倍。4H-SiC的带隙比6H-SiC更宽。
总之，碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体，它具有热导率高(比硅高3倍)、与GaN晶格失配小(4%)等优势，非常适合用作新一代发光二极管（LED）衬底材料、大功率电力电子材料。
SiC产业链一览
以碳化硅材料为衬底的产业链主要包括碳化硅衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及下游应用市场。在碳化硅衬底上，主要使用化学气相沉积法（CVD法）在衬底表面生成所需的薄膜材料，即形成外延片，进一步制成器件。碳化硅衬底的下游产业链如下：
导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造各类功率器件。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率，对高效能源转换领域产生重大而深远的影响，主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。
半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成氮化镓射频器件。碳化硅基氮化镓射频器件已成功应用于众多领域，以无线通信基础设施和国防应用为主。无线通信基础设施方面，5G具有大容量、低时延、低功耗、高可靠性等特点，要求射频器件拥有更高的线性和更高的效率。相比砷化镓和硅基LDMOS射频器件，以碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具有碳化硅良好的导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势，能够提供下一代高频电信网络所需要的功率和效能，成为5G基站功率放大器的主流选择。在国防军工领域，碳化硅基氮化镓射频器件已经代替了大部分砷化镓和部分硅基LDMOS器件，占据了大部分市场。
为打通SiC全产业链，华为投资了哪些企业？
SiC衬底：天岳先进和北京天科合达
在SiC衬底领域，华为哈勃投资了天岳先进和北京天科合达。
天岳先进成立于2010年11月，主要产品包括半绝缘型和导电型SiC衬底。近年来，天岳先进在半绝缘型碳化硅衬底领域市场占有率大幅提升，已进入行业第一梯队，直接与国外巨头竞争。根据国际知名行业咨询机构Yole的统计，2019-2020年，在半绝缘型碳化硅衬底领域，天岳先进按销售额统计的市场份额均位列全球第三。2020年，天岳先进市场占有率较上年增长12个百分点达到30%，大大缩小了与国外竞争对手的差距。今年1月12日，天岳先进在上交所科创板上市。
（图片来源：天科合达官网）
北京天科合达于2006年9月由新疆天富集团、中国科学院物理研究所共同设立，公司建立了国内第一条碳化硅晶片中试生产线，是国内最早实现碳化硅晶片产业化的企业，在国内率先成功研制出6英寸碳化硅晶片，相继实现2英寸至6英寸碳化硅晶片产品的规模化供应，并已启动8英寸晶片研发工作。公司坚持自主研发、技术推动的发展战略，积极响应国家半导体产业的重大战略需求，聚焦于第三代半导体碳化硅材料领域，不断突破大尺寸、高品质碳化硅材料制备的关键技术，打破国外对半绝缘型碳化硅晶片的严格禁运，推进我国半导体关键材料生产技术“自主可控”的进程，为国产碳化硅材料在功率器件、微波射频器件等领域的应用奠定了基础。
SiC外延：瀚天天成和东莞天域
在外延方面，华为哈勃投资了瀚天天成和东莞天域。
瀚天天成成立于2011年，目前可提供标准的3英寸、4英寸和6英寸碳化硅外延晶片，应用于600V～6500V碳化硅电力电子功率器件，包括用于肖特基二极管（SBD）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、结型场效应晶体管（JFET）和双极结型晶体管（BJT）的制作。2021年3月，瀚天天成联合电子科技大学、中国科学院相关院所、重庆伟特森电子科技有限公司，突破了碳化硅超结深槽外延关键制造工艺，助力国产高性能超结碳化硅器件研发。
（图片来源：瀚天天成）
据天域半导体官网信息，天域是中国第一家从事SiC外延晶片市场营销、研发和制造的民营企业。2010年，天域与中国科学院半导体研究所合作，共同创建了SiC研究所，天域半导体研发团队的基础是2011年引进的以王占国院士为首的7名中科院半导体所研究员所组成的广东省创新科研团队。天域是国内最早实现6英寸外延晶片量产的企业，与此同时，公司也已提前布局国内8英寸SiC外延晶片工艺线的建设，目前正积极突破研发8英寸SiC工艺关键技术。
SiC设备：特思迪
近日，华为哈勃投资了北京特思迪半导体设备有限公司，特思迪拥有减薄、抛光、CMP的系统解决方案和工艺设备，具有多种丰富的化合物半导体工艺和设备制程技术，可以提供如SiC、GaN等半导体衬底材料的减薄、研磨、抛光、贴蜡、刷洗设备和工艺解决方案。研磨抛光是将衬底表面加工至原子级光滑平面，衬底的表面状态，例如表面粗糙度，厚度均匀性都会直接影响外延工艺的质量。
SiC器件：东微半导体
2020年7月，华为还投资了东微半导体，东微研发团队在宽禁带半导体研究上有丰富的经验，相继研发了并联SiC的IGBT及宽禁带场效应晶体管。目前量产的并联SiC二极管的新一代高速IGBT，大幅改善了Eon、trr、Qrr和Qg等特性，适合在追求极限效率的系统中使用，支持80-100kHz的高速开关和图腾柱无桥PFC应用。
华为猛投SiC赛道，有何战略意图
去年9月底，华为发布了《数字能源2030》白皮书，白皮书中指出，“电力电子技术和数字技术成为驱动能源产业变革的核心技术”。更高电压、更高效率、更高功率密度代表了电力电子器件技术的发展方向。在2020年之前的50年中，硅基电力电子器件技术日益成熟，产业规模不断壮大，在能源领域发挥了不可或缺的作用。然而受材料特性所限，硅基电力电子器件性能正在接近其理论极限，难以继续支撑技术和产业快速前进的要求。进入新世纪以来，尤其是从2010年至今，诸多新兴的半导体材料凭借优越的材料特性为电力电子器件技术带来了新的发展动力。
虽然硅基器件在各自领域发挥着重要的作用，但硅基器件的研究与发展进入瓶颈期，尤其在中高压水平，很难有所突破。包括SiC在内的宽禁带半导体材料的电力电子器件正在蓬勃发展，在光伏发电、新能源汽车等领域开始逐步取代硅基电力电子器件。华为预计在2030年光伏逆变器的碳化硅渗透率将从目前的2%增长到70%以上，在充电基础设施、电动汽车等新能源领域渗透率也超过80%，通信电源、服务器电源将全面推广应用。
华为的光伏逆变器出货量在全球居首，如果把握了SiC的供应，则能很好的对新能源终端器件市场进行把控。再者，华为要想深入布局“造车”，岂能少得了即将大放异彩的碳化硅器件产品。
（超60家，华为哈勃投资企业名单一览）
除了本表格统计的正在融资中的企业之外，另外还有6家已经成功IPO（截至2022年2月14日），它们分别为：天岳先进、东微半导体、思瑞浦、灿勤科技、东芯股份、炬光科技。
参考来源：
[1]王家鹏等.碳化硅材料研究现状与应用展望
[2]天岳先进招股说明书
[3]北京天科合达招股说明书
[4]半导体行业观察.SiC整条产业链，华为投全了
[5]碳化硅电力电子器件技术与应用研究进展.中国粉体工业
[6]半导体圈子、国际电子商情
