由于碳化硅具有禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点，可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求，可广泛应用于新能源汽车、光伏、工控、射频通信等领域，随着相关行业快速发展，以碳化硅为代表的第三代半导体市场迎来新的机遇。
长晶是碳化硅衬底生产的核心环节，其中核心的设备是长晶炉。与传统晶硅级长晶炉有相同性，炉子结构不是非常复杂，主要由炉体、加热系统、线圈传动机构、真空获得及测量系统、气路系统、降温系统、控制系统等组成，其中的热场和工艺条件决定了碳化硅晶体的质量、尺寸、导电性能等关键指标。碳化硅长晶技术：碳化硅SiC衬底生产工艺流程及方法
碳化硅晶体生长过程中温度很高，且不可实施监控，因此主要难点在于工艺本身。
（1）热场控制难：密闭高温腔体监控难度高不可控制。区别于传统硅基的溶液直拉式长晶设备自动化程度高、长晶过程可观察可控制调整，碳化硅晶体在2,000℃以上的高温环境中密闭空间生长，且在生产中需要精确调控生长温度，温度控制难度高；
（2）晶型控制难：生长过程容易发生微管、多型夹杂、位错等缺陷，且相互影响和演变。微管（MP）是尺寸为几微米到数十微米的贯穿型缺陷，是器件的杀手型缺陷；碳化硅单晶包括200多种不同晶型，但仅少数几种晶体结构（4H型）才是生产所需的半导体材料，生长过程中易产生晶型转变造成多型夹杂缺陷，因此需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数；此外，碳化硅单晶生长热场存在温度梯度，导致晶体生长过程中存在原生内应力及由此诱生的位错（基平面位错BPD、螺旋位错TSD、刃型位错TED）等缺陷，从而影响后续外延和器件的质量和性能。
（3）掺杂控制难：必须严格控制外部杂质的引入，从而获得定向掺杂的导电型晶体；
（4）生长速度慢：碳化硅的长晶速度非常慢，传统的硅材料只需3天就可以长成一根晶棒，而碳化硅晶棒需要7天，这就导致碳化硅生产效率天然地更低，产出非常受限。
另一方面，碳化硅外延生长的参数要求极高，包括设备的密闭性、反应室的气压稳定性、气体通入时间的精确控制、气体配比的准确性以及沉积温度的严格管理。特别是随着器件耐压等级的提升，对于外延片核心参数的控制难度显著增加。
此外，随着外延层厚度的增加，如何在保证厚度的同时，控制电阻率的均匀性并降低缺陷密度，成为了另一大挑战。在电气化控制系统中，需要实现高精度的传感器和执行器的集成，以确保各项参数能够准确、稳定地得到调控。同时，控制算法的优化也至关重要，它需要能够实时地根据反馈信号调整控制策略，以适应碳化硅外延生长过程中的各种变化。
根据加热方式不同，长晶炉可以分为感应式与电阻式。目前市面上大多数设备都是感应式，具有成本低、结构简单、维护便利、热效率高等优点。但感应加热由于电磁感应作用，轴向温度和径向温度存在耦合现象，无法兼顾长晶速度和长晶质量。
电阻热场生长平台，可对轴向温度和径向温度分别进行精确控制，有利于实现大尺寸晶体生长，并提高晶体生长速度，是未来高品质8英寸碳化硅晶体生长的解决方案之一。
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目前国内主要的碳化硅长晶炉厂商主要分为两种类型，一是专业晶体生长设备供应商，二是碳化硅衬底厂商（采用自研/自产设备的模式），在两者共同推动下，基本实现了设备国产化。主要设备企业有：
北方华创科技集团股份有限公司成立于2001年9月，2010年在深圳证券交易所上市，是北京市国资委一级企业北京电子控股有限责任公司下属的国有控股上市公司，是目前国内集成电路高端工艺装备的先进企业。在半导体装备业务板块，北方华创的主要产品包括刻蚀、薄膜沉积、炉管、清洗、晶体生长等核心工艺装备。
北方华创可提供多种半导体单晶生长炉，产品覆盖多个领域，目前主流产品SiC长晶炉，已进入国内多家主流客户，累计装机量超过数千台。2023年，北方华创SiC长晶炉出货量超过1000台。
AGF电阻式SiC长晶炉适用于6/8英寸导电和高纯半绝缘型SiC晶体生长，多加热器设计允许灵活的工艺和热场设置，下装载结构可实现便捷的开装炉及维护操作，同时设备拥有高精度控温、控压能力，工艺性能稳定优良。
APS系列长晶炉适用于6/8英寸导电和高纯半绝缘型SiC晶体生长，创新的结构设计，可提供高纯材料生长能力，拥有高精度的控温、控压能力，工艺性能优良，设备一致性好，具有丰富的量产经验。
南京晶升装备股份有限公司，成立于2012年2月，是一家专业从事8-12英寸半导体级单晶硅炉、6-8英寸碳化硅、砷化镓等半导体材料长晶设备及工艺开发的国家高新技术企业。
晶升股份碳化硅单晶炉包含 PVT 感应加热/电阻加热单晶炉、TSSG 单晶炉等类别产品，下游应用完整覆盖主流导电型/半绝缘型碳化硅晶体生长及衬底制备，生产的碳化硅单晶炉主要应用于 6-8 英寸碳化硅单晶衬底，具有结构设计模块化、占地小、高精度控温控压、生产工艺可复制性强、高稳定性运行等特点。
2024年5月，晶升股份(688478.SH)表示公司8英寸碳化硅长晶设备已实现批量出货，客户对于8英寸设备存在更大的意向和需求。
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客户：上海新昇、金瑞泓、神工股份、三安光电、东尼电子、合晶科技、比亚迪等
大连连城数控机器股份有限公司成立于2007年，在辽宁大连、江苏无锡、美国罗切斯特、越南海防设立了四大研发制造基地，布局光伏与半导体装备领域全产业链，2013年，并购美国500强公司斯必克(SPX)旗下单晶炉事业部，获得凯克斯(KAYEX)全部知识产权、商标和18项专利技术。产品主要包括硅、锗、碳化硅和蓝宝石等晶体生长、晶体加工设备，光伏电池清洗、制绒、刻蚀设备，原子层沉积镀膜设备，光伏组件串焊机等自动化设备，以及硅料微波破碎设备等。
2023 年连城数控液相法碳化硅长晶炉顺利下线。新设全资子公司连科半导体与清华大学合作，发展半导体相关业务，规划建设半导体大硅片长晶和加工设备、碳化硅长晶和加工设备的研发和生产制造基地。2024年5月上线“新一代8英寸碳化硅长晶炉”。
http://ky-semiconductor.com/
哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司于2018年5月成立，是一家国家级高新技术企业，专注于半导体装备研发、衬底制造、器件设计、技术转移和科研成果转化，研发覆盖半导体装备研制、长晶工艺、衬底加工等多个领域，形成自主知识产权，已累计授权专利80余项。
科友半导体碳化硅晶体生长炉采用双线圈设计，八英寸电阻炉已在高端制造领域得到高度认可并被广泛应用。
https://www.tankeblue.com/
北京天科合达半导体股份有限公司成立于2006年9月，拥有一个研发中心、四家全资子公司和一家控股子公司，产业涵盖碳化硅单晶炉制造、碳化硅单晶衬底制备和碳化硅外延片制备。公司在辽宁沈阳市建有碳化硅单晶生长炉制造基地。
天科合达专注于碳化硅晶体生长和晶片加工的技术研发，建立了拥有自主知识产权的“PVT 碳化硅单晶生长炉制造技术”、“高纯度碳化硅生长原料合成技术”、“PVT 碳化硅晶体生长技术”、“低翘曲度碳化硅晶体切割技术”、 “碳化硅晶片精密研磨抛光技术”和“即开即用的碳化硅晶片清洗技术”等六大核心技术体系，掌握了覆盖碳化硅晶片生产的“设备研制—原料合成—晶体生长 —晶体切割—晶片加工—清洗检测”全流程关键技术和工艺。
宁波恒普是一家以材料研究为基础，以高温热场环境控制为技术核心的金属注射成形(MIM)领域和宽禁带半导体领域的关键设备供应商，主要从事金属注射成形(MIM)脱脂烧结炉、SiC碳化硅晶体生长炉、碳化硅同质外延设备等热工装备的研发、生产和销售。
2022年，恒普科技突破6英寸晶锭扩径至8英寸的技术，同年推出了2.0版SIC电阻晶体生长炉和双线圈感应生长炉，同时推出石英管（双线圈外置）和金属壳（双线圈内置）两款全新炉型。
http://www.ukingtech.com/
苏州优晶半导体科技股份有限公司是一家专注于大尺寸（6英寸及以上）导电型碳化硅晶体生长设备研发、生产及销售的高新技术企业。公司经多年努力研发电阻法碳化硅晶体生长设备及工艺，于2019年成功研制出6英寸电阻法碳化硅单晶生长设备，经持续工艺优化，目前已推出至第四代机型⸺UKING ERH SiC RV4.0电阻法碳化硅长晶设备，可用于6英寸、8英寸量产。
4月29日，优晶科技宣布最新出口至欧洲某国际知名客户的大尺寸电阻法长晶设备已顺利通过验收。
http://www.liguanchina.com/
山东力冠微电子装备有限公司成立于2013年，产品涵盖第一代至第四代半导体材料工艺装备，均拥有自主知识产权，完全自主可控，被广泛应用于集成电路、功率半导体、化合物半导体、5G芯片、光通信、MEMS等新型电子器件制造领域。
其PVT单晶生长设备主要用于碳化硅(SiC) 、氮化铝(AIN) 单晶生长。
https://www.hd-tech.ac.cn/
沈阳中科汉达科技有限公司创建于2018年，总部位于沈阳市国家自主创新示范核心浑南区，是国内领先的半导体材料制备装备和真空非标装置的高新技术企业。主营半导体装备、科研装备、非标真空装置等业务。
卓远半导体成立于2018年，是一家以创新开发为主导，以先进技术为基石的第三代半导体高新科技企业，专注于宽禁带半导体晶体装备及其材料的研发生产与制造，主营业务有宽禁带半导体晶体生长装备、金刚石与碳化硅SiC晶体工艺及解决方案以及在智慧电网、新能源汽车等领域的相关应用。
卓远半导体的物理气相传输(PVT）系统是专为碳化硅晶体生长而设计。基本系统设计是基于线圏感应加热概念，可以生长直径 6/8英寸的晶锭。
厦门天三半导体有限公司(Skymont) 成立于2020年，是家专业从事碳化硅晶体生长设备研发、生产和销售的国家高新技术企业，主营业务为碳化硅长晶炉及用于晶体生长的CVD原材料。
原文始发于微信公众号（艾邦半导体网）：国内碳化硅（SiC）长晶炉供应商10强
