隨著新能源汽車、5G通信和光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，第三代半導(dǎo)體碳化硅（SiC）襯底市場(chǎng)需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。作為產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，長(zhǎng)晶裝備的核心部件——熱場(chǎng)保溫筒的性能直接決定了晶體質(zhì)量與生產(chǎn)成本。

我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)長(zhǎng)期面臨高端熱場(chǎng)材料依賴進(jìn)口的困境，特別是碳化硅長(zhǎng)晶爐用保溫筒技術(shù)一度被歐美日企業(yè)壟斷。如今這一局面被打破，浙江星輝新材料科技股份有限公司全新研發(fā)的外延碳纖維硬氈保溫筒橫空出世，成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的關(guān)鍵力量。

01 熱場(chǎng)革新，碳化硅長(zhǎng)晶的“節(jié)能鎧甲”

在2300℃高溫的碳化硅長(zhǎng)晶爐內(nèi)，保溫系統(tǒng)如同精密的熱量“指揮家”，控制著晶體生長(zhǎng)的溫度梯度與能耗水平。傳統(tǒng)石墨保溫筒在極端環(huán)境下面臨壽命短、能耗高、熱場(chǎng)穩(wěn)定性不足等痛點(diǎn)，成為制約產(chǎn)業(yè)升級(jí)的瓶頸。

外延碳纖維硬氈保溫筒采用新型設(shè)計(jì)，融合三大核心技術(shù)：

• 高純黏膠基纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)：采用與進(jìn)口同類型的高純度黏膠基短切碳纖維，通過(guò)自主優(yōu)化的濕法成型工藝，實(shí)現(xiàn)纖維三維均勻分散，并具有“剛?cè)岵?jì)”特性，在保持超低導(dǎo)熱性的同時(shí)，整體壓縮強(qiáng)度顯著提升，超越進(jìn)口競(jìng)品。

• 氣液復(fù)相防護(hù)涂層：應(yīng)用星輝核心技術(shù)——“氣液復(fù)相涂層技術(shù)”，在保溫筒表面精準(zhǔn)構(gòu)筑 “熱解碳”涂層，形成致密的“分子級(jí)防護(hù)盾”。有效阻斷硅蒸氣滲透與侵蝕通道，大幅延長(zhǎng)部件在極端環(huán)境下的服役周期。

• 半導(dǎo)體級(jí)高溫純化保障：采用高溫高真空梯度純化工藝，對(duì)保溫筒基體及涂層進(jìn)行深度處理。確保最終產(chǎn)品金屬雜質(zhì)含量穩(wěn)定控制在< 10 ppm 的半導(dǎo)體級(jí)水平，滿足碳化硅單晶生長(zhǎng)對(duì)熱場(chǎng)材料純凈度的嚴(yán)苛要求，從源頭保障晶體質(zhì)量。

02 性能飛躍，數(shù)據(jù)說(shuō)話

與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，這款保溫筒在關(guān)鍵性能指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)全面超越：

03 應(yīng)用驗(yàn)證，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)行時(shí)

目前，星輝外延碳纖維保溫筒已在多家行業(yè)頭部企業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化替代，以卓越的隔熱穩(wěn)定性、超長(zhǎng)壽命和顯著降本效益，成為國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈"破壁"的關(guān)鍵支撐。

江蘇某碳化硅襯底企業(yè)生產(chǎn)總監(jiān)反饋：“星輝碳纖維硬氈保溫筒徹底打破進(jìn)口依賴！在8英寸產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行驗(yàn)證中，其熱場(chǎng)壽命與進(jìn)口產(chǎn)品的使用爐次不相上下，且高溫穩(wěn)定性提升顯著。不僅實(shí)現(xiàn)耗材成本的節(jié)約，而且保證了晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性，真正實(shí)現(xiàn)了‘性能超越、成本降低’的國(guó)產(chǎn)化突破！”

04 結(jié)語(yǔ)

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略安全，而熱場(chǎng)材料作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其自主化進(jìn)程直接影響我國(guó)在全球半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)格局中的地位。浙江星輝新材料科技股份有限公司新型外延碳纖維硬氈保溫筒的成功研發(fā)，不僅打破了國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)達(dá)十年的技術(shù)壟斷，更以卓越的節(jié)能降耗特性，為行業(yè)踐行“雙碳”目標(biāo)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直致力于持續(xù)優(yōu)化材料體系，同時(shí)開(kāi)發(fā)適配超大型單晶爐（12英寸以上） 的模塊化保溫解決方案，并探索人工智能賦能的 “數(shù)字孿生熱場(chǎng)” 技術(shù)，為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新提供更強(qiáng)助力。