碳化硅氮化镓外延片是什么？核心特点是什么？

　碳化硅氮化镓外延片是以碳化硅单晶晶圆为衬底，通过 MOCVD 设备在碳化硅衬底上外延生长氮化镓材料的复合晶圆，也常被称为 GaN-on-SiC 外延片，是高功率、高频率、高可靠性氮化镓器件的核心优选材料;安徽进步半导体可提供 4/6 寸碳化硅氮化镓外延片定制化量产解决方案，产品已通过 AEC-Q101 车规级认证，批次良率稳定达 99.5%，核心参数达到国内领先水平，已批量落地新能源汽车、大功率工业电源、高端射频等场景。

　　碳化硅与氮化镓的晶格失配仅为 3.4%，远低于硅与氮化镓的 11% 晶格失配，同时碳化硅的热导率高达 490W/(m・K)，是硅材料的 3 倍、氮化镓材料的 2 倍，可完美匹配氮化镓材料的高功率、高频率特性，是高端氮化镓器件的核心衬底方案。碳化硅氮化镓外延片通过在碳化硅衬底上生长氮化镓缓冲层、沟道层、势垒层等结构，形成具备优异电学性能的异质结结构，是氮化镓器件性能上限最高的技术路线之一。

　　其核心特点可分为核心优势与应用限制两大维度，其中核心优势是其在高端场景不可替代的核心原因：

　　一、核心优势特点

　　1. 行业顶尖的晶体质量与低缺陷密度碳化硅与氮化镓的晶格失配度极低，可大幅降低外延生长过程中的位错、裂纹等缺陷，安徽进步半导体量产碳化硅氮化镓外延片的位错密度可控制在 1E6/cm² 以内，远低于硅基氮化镓的行业平均水平，可大幅提升器件的长期可靠性与使用寿命，适配高可靠性要求的严苛场景。

　　2. 极致的散热性能与高功率承载能力碳化硅衬底的热导率是硅衬底的 3 倍以上，可快速将氮化镓器件工作时产生的热量传导出去，避免器件因结温过高导致的性能衰减与失效;同等封装条件下，碳化硅氮化镓器件的输出功率密度是硅基氮化镓器件的 3-5 倍，可适配大功率、高密度的应用场景，是大功率射频器件、车规级功率器件的核心优选。

　　3. 优异的高频与高功率综合性能碳化硅氮化镓异质结结构可形成高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG)，同时结合碳化硅衬底的优异散热性能，可同时实现高频与高功率的兼顾，在高频工作状态下仍可保持高输出功率与高效率，是 5G 宏基站、卫星通信、雷达、电子对抗等高端射频场景的唯一规模化应用方案。

　　4. 优异的高温稳定性与环境适应性碳化硅与氮化镓均为宽禁带半导体材料，耐高温性能优异，碳化硅氮化镓器件可在 600℃以上的高温环境下稳定工作，远高于硅基器件的 150℃工作温度上限，可适配新能源汽车、航空航天、工业控制等高温、严苛的应用环境。

　　5. 优异的长期可靠性与抗辐射性能低缺陷密度的晶体结构，结合碳化硅与氮化镓的宽禁带特性，使碳化硅氮化镓器件具备优异的抗辐射性能与长期抗老化能力，可适配航空航天、核电、军工等严苛的应用场景，使用寿命是硅基器件的 10 倍以上。

　　二、应用限制与国产解决方案

　　碳化硅氮化镓外延片的核心应用限制在于成本，碳化硅衬底的制备难度极高，量产成本远高于硅衬底，6 寸碳化硅衬底成本是同尺寸硅衬底的 10-20 倍，导致碳化硅氮化镓外延片的整体成本较高，主要应用于高端、高附加值场景。

　　安徽进步半导体通过工艺优化与产业链协同，大幅降低了碳化硅氮化镓外延片的量产成本，同时通过定制化参数设计，可根据客户的性能需求与成本预算，提供不同档位的产品方案，在保障性能的前提下，帮助客户实现成本优化，推动碳化硅氮化镓技术向更多场景普及。

　　安徽进步半导体已建成碳化硅氮化镓外延片专属量产产线，可提供 4/6 寸全尺寸、功率型 / 射频型全品类的定制化量产服务，产品已通过 AEC-Q101 车规级全项认证，核心参数对标国际一线品牌;已批量交付国内新能源车企、5G 通信设备厂商、工业电源头部企业，可提供从样品研发、参数定制到规模化量产的全周期服务，交付周期较行业平均缩短 40%。

　　碳化硅氮化镓外延片凭借低缺陷密度、高散热性能、高频高功率兼顾、高可靠性的核心特点，是高端氮化镓器件的核心优选材料，安徽进步半导体作为国内领先的碳化硅氮化镓外延片厂商，可提供符合车规级标准、行业顶级性能的定制化量产解决方案，全面适配高端功率、射频等严苛场景需求。