材料和装备的企业感知更为强烈！
以外延环节为例，在去年头部企业瀚天天成就已对外宣布公司实现8英寸外延技术的突破，已具备量产能力。东莞天域也在去年发布了8英寸的样片，宣布2025年首条8英寸外延产线投产。
在设备端，以芯三代为例，他们的垂直腔6-8英寸兼容的设备机台在去年底迎来了大幅度的订单增长，客户企业选择用芯三代的垂直腔设备调试8英寸的样片，得到了较好的正向反馈。近期，我们专访了芯三代的执行总监韩跃斌先生，据韩跃斌称，公司目前助力8英寸量产的设备具备以下优势：1.垂直进气，缺陷率极低；2.PM周期长且维护方便；3.效能显著，COO成本低；4.可分别进行N掺和P掺；5.电阻加热，无辐射风险；6.生长高压厚膜优势较为明显。 接下来跟我们的镜头一起了解一下芯三代：
Question 1：
据InSemi数据，国内碳化硅外延产能增长迅速，您觉得在如此大背景下，国产碳化硅外延设备应该如何抓住这波机遇？
A：如您所讲，碳化硅外延产能在去年有超过200%的增长，未来几年的增长也会超100%，前景可观。据我所了解的数据，国产碳化硅外延设备在过去几年市场份额逐年上升。2021年及之前，国外碳化硅外延设备占据主导地位。到2022年，国产设备和国外设备在市场占比上已经平分秋色。去年，国产设备已经占据7成市场份额。数据显示，国产设备在国内已经抓住这波机遇壮大了自己，为未来几年国产碳化硅外延产能超100%的增长打下了设备基础。国产设备的难点在于客户端验证试用的机会，不过这一难点在过去几年已经逐步得到解决。未来，设备企业要抓住这波机遇，需要进行另一层博弈，即国产设备厂商自己练好内功，加快迭代，进一步巩固和扩大优势。
具体来讲，在6吋机尤其是8吋机上，进一步提升设备的性能和稳定性，巩固、维护和提升国内客户对国产外延设备刚刚建立起来的信心。继续坚持更高性价比和更贴近客户的售后服务，来进一步赢得客户的心。
在此基础上，国产设备厂商需要大力进行技术创新，增强国产设备竞争力，类似于集成电路产业发展的“摩尔定律”，我认为碳化硅行业的发展也需要一些颠覆性或者至少是突破性的技术进步，比如用什么方法解决一直以来行业头疼的浓度漂移问题。
对于国产设备来说，做到这些，我们才能进一步开拓海外市场。整个碳化硅外延市场是增长的，企业要拿到更多市场，需要着眼全球，拿到更多实实在在的发展红利。
Question 2：
国内碳化硅外延设备当前处于怎样的竞争格局？
A：第一，国产碳化硅外延设备，与海外设备比较，已经逐步取得优势。
第二，国内的碳化硅外延设备主要以水平式技术路线为主，垂直气流设备目前只有芯三代一家能做出来。从技术难易程度来说，水平设备相对容易。因此，技术因素造就了一种竞争态势，即十几家国产设备企业中，能够形成批量销售的大概只有6家，其中5家是做水平式。
第三，垂直设备优势多、潜力大。比如维护周期长，缺陷率低等。市场已经发展到8英寸阶段，垂直设备外延生长浓度稳定性高，工程师干预少，容易实现自动化，物理机理决定了垂直式气流做多片机成功的几率更大。从未来的竞争态势来说垂直式更有优势。
未来，垂直式外延设备一定会占据更大的市场份额。
Question 3：
如今6英寸碳化硅设备市场趋于饱和，8英寸碳化硅设备如何快速迭代赢得市场？在大范围爆发前，制造厂采购8英寸设备的障碍是什么
A：目前市场还是以6英寸为主， 8英寸完全替代6英寸有以下几个难点：第一，当下8英寸刚解决了有和无的问题，运行成本和稳定性问题有待优化解决。与之不同，6英寸已经实现从耗材到生产工艺流程的全面优化。
第二，已有适配6英寸工艺、设备的产线和工艺如何调整迭代以适应8英寸，需要大量时间进行调整。同时，因为前段时间下游产能需求大，6英寸不断扩张，如果下游芯片制造厂直接切入8英寸，那之前6英寸设备可能会成为外延厂的营运负担。
其实，国内衬底和外延环节的产能和产出都占据了全球50%的份额，但晶圆、芯片制造环节产能产出只有5%，意味着，我们外延厂销售很大程度依赖出口，容易受制于人，国外芯片制造厂商完全接受国产外延设备还需要时间。
第三，则是国际科技战和贸易战，国际环境将会是一个比较大的障碍，阻碍高性价比的国产8吋设备卖到海外市场。
总的来说，目前国内外延设备厂商，在8英寸设备的销售上，还有很多需要克服的困难，很多需要继续完善的地方。
Question 4：
未来碳化硅外延设备市场是否会出现并购事件，从而诞生国产龙头。脱颖而出的企业应该具备怎样的潜质？
A：从碳化硅的应用场景持续批次爆发的前景来看，未来产业毫无疑问会快速发展，并成长为一个很大的市场。如今，碳化硅市场还处于发展初期，全球很多资本都开始涌进来，出现了很多新玩家，赛道也变得拥挤，这也是产业逐步成熟的过程。随着赛道的不断拥挤，未来一定会出现并购事件。可以参考光伏和LED产业发展的路径可以很容易得出这个结论。
同样参考光伏和LED产业发展，企业选择正确的技术路线非常重要。技术路线选对了，未来在产业链就会有一席之地，否则就有可能被淘汰。
其实在过去几年，欧美的碳化硅外延设备公司已经出现了一些并购事件，如爱思强、维易科(Veeco)都收购了一些体量小的设备公司。国内未来也一定会出现并购和洗牌。我认为，前瞻性选择好技术路线是基础，在此基础上，如果企业有非常强的研发能力、营运能力、资金储备，就可以迅速占领市场，并把技术优势转化为市场优势，就有机会脱颖而出。
Question 5：
碳化硅市场竞争日趋激烈，产业链追求降本增效。芯三代的产品如何在技术上满足客户需求？是否可以用一些数字来阐述公司产品如何协助客户实现降本增效？
A：碳化硅的生产应用已有50年光景，但真正的发展起来也就最近几年。背后发展的因素是加工工艺和设备的跃升，使得成本大幅下降。毕竟碳化硅材料本身的物理性能优势是固有的显而易见的。
设备企业想要支持外延客户获得发展和成功，就一定需要从材料端、设备端出发，实现降本增效，为碳化硅产业提供更大的价值。对于我们芯三代来说，我们强调COO成本，即单片外延加工成本。目前，我们COO的成本，相比市场上其他水平设备，至少有20%-30%的优势，与进口设备相比，优势就更大了。
此外，降本增效对于设备企业来说，研发周期和速度也密切相关。越早越快研发出来，就可以越早占领市场，使得成本更具优势。芯三代是一个年轻的公司，我们的发展经过了一个“1、2、3”的阶段，“1”代表用一年时间开发第一代产品；“2”代表第二年已经形成批量销售；“3”代表我们第三年开发出8英寸的新产品。这样一个速度奇迹，在很大程度上，分摊了我们的成本。
当然，在碳化硅外延环节中，像石墨件这样的耗材成本占比是很高的。在降低耗材成本上，我们也有很多的考虑，比如使用全国产的石墨件耗材，再比如同类型的设备，我们可以大幅度减少石墨件的使用数量。相较于国外垂直式设备，我们一台设备可以减少约70个石墨件。
不仅如此，我们还跟石墨件的供应商一起做优化，在减少数量的同时，提升使用寿命。如此，客户端的使用成本，就可以大大降低。
Question 6：
是否可以从技术层面阐述公司垂直机台的工作方式？技术难点和技术优势分别是什么？客户的使用反馈如何？
A：在垂直式碳化硅外延设备的不锈钢腔体内，托盘带着衬底片在底部以600转/min的速度高速旋转，同时反应气体如三氯硅烷、乙烯会从顶部垂直进入，经过模拟优化的活塞流流场以将气体平稳地输送到衬底片的表面，衬底片均匀加热后在表面生成碳化硅薄膜。这就是其工作方式。
与之对应，水平式设备的气体沿着和衬底片水平的方向进入腔体，在衬底表面高温反应生成碳化硅薄膜。
垂直式的设备最大的技术难点是如何在高速旋转之下，控制好温度场和气流场，实现温度和反应气体在衬底表面的均匀性。垂直式的过程优势，是可以实现各路气体和碳硅比以及加热的分区控制，相应的提供了实现均匀性的很好的基础。当然，背后的技术难点很多很大。
比如，因为垂直式有高速旋转，如何避免飞片/飞盘是一个很难克服的技术难点。有的客户来我们公司考察设备，往往会问我们“会不会飞片？”我们芯三代也是花了一两个月时间专项攻关，最终完美解决了这个问题。我们采用石墨电阻式加热，能够对温度进行很好控制。在流场的均匀性方面，也摸索出很好很宽的工艺窗口来保证。所以从总体上解决了最大的温场和流场的技术难点。
从结果上表现出来的技术优势则是，垂直式可以确保很低的缺陷率，这背后得益于反应表面与顶板之间约60cm的距离，这距离比水平式（2cm）高很多。
距离短的话，顶板处于接近1600摄氏度的高温下，会产生碳化硅颗粒，这是我们不希望看到的，因为颗粒掉落到外延片表面就会形成缺陷。而垂直式设备，不仅二者距离长，而且在顶板设有水冷，顶板低温导致其基本不会产生颗粒物。我们实验室用了两年的设备，顶板上也是干干净净的，没有杂质。
这些决定了我们设备的低缺陷率的技术优势。
还有一点就是维护周期长。刚刚提到的颗粒物积累到一定程度，就需要打开腔体进行清洁。水平式的需要经常打开腔体进行清洗和更换。我们垂直式设备的维护周期大概是水平式的3-4倍，因此产能也会更高。
如今，我们的客户数量在不断提高，客户的重复订单也在不断涌现。这些都从侧面说明了我们设备的优势。
Question 7：
随着8英寸碳化硅外延设备优势不断凸显，公司是否有迅速占领市场并稳定布局的战略？如何与客户深度绑定？在技术服务层面，公司有何差异化？
A：我们芯三代是国内第一家真正做出8英寸碳化硅外延设备的企业，我们与客户一起开发8英寸工艺，一起跑批量订单，送样认证。在这些方面已经占据先手，与客户也进行了深度合作。
我们已经进入到了8英寸设备的下一阶段，从无到有的问题解决之后，我们正在协助客户，让整个生产水平向6英寸靠近。我们希望提高效率，降低每个环节的成本，包括零部件耗材成本，比如托盘，我们希望提高性能的同时，提高寿命和稳定性，也提高产能。这些也是我们与国内其他设备厂商的差异化。
在服务层面，我们会多听客户研发部门、生产部门的需求，做到快速反馈，在一两天内启动和进行技术评估和迭代更新。
Question 8：
未来，芯三代的产业发展动力是什么？公司在技术突破上有什么新的规划？
A：成立之初，我们就利用创业团队的技术和管理能力等一系列经验优势，为半导体国产化做贡献。未来，在成本方面，我们会走多片机路线。垂直式结构天然利于多片机的建设，我们已经着手这方面的研发。不久的将来就会有新产品面世。这一定是一个革命式的产品。
此外，在外延生产环节，我们还要提高稳定性，减少人工干预，实现自动化。如今我们已经跟一些关键客户，做一些关键的工艺革新，敬请期待我们的好消息。
写在后面：
当前国内碳化硅正在快速降本当中，6英寸为例，碳化硅外延环节当前在晶圆制造中的成本占比仍约为21%左右，如果碳化硅的价格需要再进一步下跌，外延环节的降本仍将是重中之重。而降本首当其冲的便是设备成本摊销。此前在6英寸市场，水平单片机由于机台稳定性高，附加成本支出低，操作简单，被认为是最适合规模量产的机台，但最大的问题在于该类型机台的单台实际年产出仅0.4万片，如果外延企业需要将单机产出调整放大来摊薄单片成本，垂直机台或其他更大产出的技术路线会成为各家外延企业的关注重点。
来源：碳化硅芯观察
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