一文读懂碳化硅晶圆：4H-N型/HPSI型单晶碳化硅晶片全解析
——上海知明鑫材料科技有限公司出品
随着新能源汽车、5G通信、光伏储能等高新技术产业的蓬勃发展，传统硅基材料在高温、高频、高压等极端应用场景中已渐显瓶颈。此时，**碳化硅晶圆（SiC Wafer）**作为第三代半导体材料代表，凭借其卓越的电气性能和热学稳定性，迅速成为全球高端功率器件制造的关键材料。
在这一技术革命浪潮中，上海知明鑫材料科技有限公司（以下简称“知明鑫”）凭借深厚的晶体生长技术与先进的加工能力，专注于高品质4H-N型与HPSI型单晶碳化硅晶片的研发与生产，正成为国内外众多芯片制造商与研究机构的重要合作伙伴。
一、什么是碳化硅晶圆？
碳化硅晶圆是以高纯度碳化硅单晶材料为基础，通过切割、研磨、抛光等工艺制成的半导体基片。与传统的硅晶圆相比，SiC晶圆拥有如下优势：
高击穿电场强度（~3 MV/cm）
宽禁带（3.2 eV），可在高温下稳定工作
高热导率（约4.9 W/cm·K），利于散热
高电子迁移率与饱和速度
这些特性使得碳化硅成为制造高压、高温、高频、高功率密度电子器件的理想材料，广泛应用于电动车驱动模块、光伏逆变器、轨道交通、电力电子及射频通信领域。
二、单晶碳化硅晶片的制造流程
知明鑫采用国际先进的PVT（物理气相传输）晶体生长工艺，确保晶体结构均匀、缺陷密度低，并结合多年的加工经验，形成成熟的SiC晶圆生产流程：
单晶生长：采用高纯SiC原料，在2200°C左右高温下升华并沉积于种晶表面；
退火与XRD定位：去除内应力、精确确定晶向；
切片加工：金刚石线锯切割晶棒，得到所需厚度晶片；
双面研磨与CMP抛光：获得超平整镜面，满足外延生长要求；
清洗与检测：通过超声波清洗、光学/X射线检测，严格筛选TTV、BOW、Warp和缺陷密度（TSD、EPD）等指标。
知明鑫已实现4英寸、6英寸SiC晶圆的批量化供应，具备向8英寸扩展的技术储备。
三、4H-N型与HPSI型碳化硅晶圆对比
碳化硅有多种多晶型，其中4H结构因其优异的电子性能而成为主流选择。在此基础上，按照导电特性可分为以下两种类型：
1. 4H-N型（导电型）
特性：通过氮掺杂形成N型导电；
电阻率：通常为0.015 ~ 0.03 Ω·cm；
主要用途：功率器件制造（MOSFET、SBD、IGBT等）；
应用场景：新能源汽车驱动模块、工业电源、高速电机控制。
2. HPSI型（高纯半绝缘型）
特性：通过钒（V）或铬（Cr）掺杂实现高电阻；
电阻率：可达10⁸ ~ 10¹¹ Ω·cm；
主要用途：射频通信器件（PA、LNA、Switch）；
应用场景：5G基站、卫星雷达、高功率微波源。
知明鑫目前可稳定供应高质量的4H-N型和HPSI型碳化硅晶片，满足从功率转换到射频模块的多元化需求。
四、知明鑫碳化硅晶圆的技术优势
✅ 高纯原料与晶体控制
公司采用超高纯度SiC原料（6N级以上），结合自主优化的PVT生长工艺，有效降低位错密度与杂质含量，提升器件良率。
✅ 严格的质量标准
知明鑫通过ISO质量管理体系认证，执行业内领先的尺寸公差控制（TTV<5μm、Bow/Warp<30μm），并配备高精度测量与缺陷检测设备，保证出货一致性。
✅ 自主定制能力强
可根据客户需求提供不同晶向（C面、Si面、C-face）、不同厚度（200μm~600μm）与表面处理（Epi-ready、acid-etched）等定制服务，适配多种下游外延平台。
五、碳化硅晶圆的行业应用典范
应用领域
推荐SiC类型
主要优势
新能源汽车 4H-N型 高效率、低损耗、高温耐受
工业变频器 4H-N型 高功率密度、小型化设计
光伏逆变系统 4H-N型 降低转换损耗，提升发电效率
5G通信基站 HPSI型 高频信号完整性高，抗干扰能力强
雷达与微波系统 HPSI型 高功率、高频下稳定性出色
六、关于上海知明鑫材料科技有限公司
上海知明鑫材料科技有限公司 是国内领先的半导体材料制造商，专注于高质量蓝宝石晶圆与碳化硅晶圆的研发、生产与销售。公司拥有先进的单晶生长、晶圆加工和检测设备，服务对象涵盖全球知名功率器件厂商、科研院所与终端应用企业。
多年来，知明鑫秉持“以材料推动科技”的发展理念，不断突破材料瓶颈，致力于为客户提供更高品质、更具性价比的碳化硅晶圆解决方案，赋能新能源汽车、智能电网、射频通信等未来核心产业。
七、结语：把握材料革命，布局SiC新时代
随着碳化硅材料在功率与射频领域的持续渗透，掌握高品质单晶碳化硅晶片的技术与供应能力，正成为各大企业抢占市场先机的关键。4H-N型与HPSI型碳化硅晶圆将进一步助力系统效率升级，推动绿色能源、智能制造的全面落地。
未来，上海知明鑫材料科技有限公司将继续深耕SiC领域，与产业链上下游合作伙伴携手共进，助力中国“芯”突破，实现半导体材料国产化、高端化。
如需了解更多碳化硅晶圆产品规格、技术支持与定制方案，欢迎访问知明鑫官网：https://www.zmsh-materials.com