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摘要：中國LED碳化硅載盤行業(yè)正處于技術(shù)迭代與市場擴(kuò)張的關(guān)鍵階段，呈現(xiàn)出國產(chǎn)化突破與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同加速的雙重特征。2024年，中國LED碳化硅載盤行業(yè)市場規(guī)模為6.77億元，同比增長16.52%。技術(shù)方面，國內(nèi)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)從4英寸向8英寸載盤的規(guī)�；缭健Ｕ憬桨雽�(dǎo)體通過CVD碳化硅涂層技術(shù)，將載盤熱導(dǎo)率提升至150 W/m·K以上，滿足Mini/Micro LED外延片生長需求；湖南德智新材則憑借無壓燒結(jié)工藝，使載盤致密度達(dá)98%，抗熱震性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)材料。
一、定義及分類
LED碳化硅載盤是一種專為LED生產(chǎn)設(shè)計(jì)的高性能陶瓷部件，又稱碳化硅托盤或SIC托盤。在LED制造過程中，碳化硅載盤用于承載和保護(hù)晶圓或芯片，確保半導(dǎo)體工藝的高效和穩(wěn)定性，同時提升LED產(chǎn)品的性能和壽命。按生產(chǎn)工藝分類，LED碳化硅載盤可以分為
二、行業(yè)政策
LED碳化硅載盤作為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的核心部件，其發(fā)展深受國家及地方政策驅(qū)動。近年來，中國從戰(zhàn)略高度布局碳化硅產(chǎn)業(yè)，通過多維政策工具推動技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級，為LED碳化硅載盤行業(yè)構(gòu)建了系統(tǒng)性支持框架。2024年1月，國家發(fā)改委等六部門印發(fā)《重點(diǎn)用能產(chǎn)品設(shè)備能效先進(jìn)水平、節(jié)能水平和準(zhǔn)入水平（2024年版）》，明確了照明器具等6大類43種用能產(chǎn)品設(shè)備能效要求,其中涉及LED平板燈、LED筒燈、非定向自鎮(zhèn)流LED燈、道路和隧道照明用LED燈具等4項(xiàng)照明器具產(chǎn)品，相較于2022年版本新增了LED平板燈，且對LED筒燈和道路和隧道照明用LED燈具等2項(xiàng)產(chǎn)品能效水平的要求高于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。該政策通過設(shè)定更高的能效標(biāo)準(zhǔn)，推動了行業(yè)向更高效節(jié)能的方向發(fā)展。新增的LED平板燈以及對LED筒燈和道路照明用LED燈具等產(chǎn)品能效要求的提升，將促使碳化硅載盤制造商加大研發(fā)投入，優(yōu)化產(chǎn)品性能，滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的市場需求。
三、發(fā)展歷程
中國LED碳化硅載盤行業(yè)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。1907年至1960年的萌芽期，1907年，Henry Joseph Round在研究碳化硅時意外發(fā)現(xiàn)了電致發(fā)光現(xiàn)象，是LED技術(shù)的早期科學(xué)基礎(chǔ)；1962年，Nick Holonyak,Jr.發(fā)明了第一個可見光LED，是基于鎵砷化物（GaAs）的二極管。這一時期是對半導(dǎo)體材料和發(fā)光原理的基礎(chǔ)科學(xué)研究，LED技術(shù)尚未商業(yè)化，主要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行研究。早期的發(fā)現(xiàn)為后來的LED技術(shù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，但距離實(shí)際應(yīng)用還有很長的路要走。
1960年至1999年的啟動期，1980年，碳化硅作為具有高熱導(dǎo)率和高擊穿電場的材料，開始被研究作為LED的潛在襯底材料；1993年，日本科學(xué)家中村修二等人成功開發(fā)了基于氮化鎵（GaN）的藍(lán)光LED，這一發(fā)明極大地?cái)U(kuò)展了LED的應(yīng)用范圍，為白光LED的制造奠定了基礎(chǔ)；1990年代末，SiC作為襯底材料的研究取得進(jìn)展，因其優(yōu)異的熱導(dǎo)性和化學(xué)穩(wěn)定性，開始被用于生長GaN基LED。這一時期，LED技術(shù)開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品和家用電器中的指示燈和數(shù)字顯示，碳化硅作為潛在的高溫和高功率應(yīng)用材料開始受到關(guān)注。藍(lán)光LED的發(fā)明使得白光LED成為可能，應(yīng)用領(lǐng)域的拓展帶動碳化硅材料在LED領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展。
2000年至今的高速發(fā)展期，2000年，隨著LED芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，高亮度LED開始廣泛應(yīng)用于汽車照明、手機(jī)背光等領(lǐng)域，SiC襯底上的GaN基LED因其優(yōu)異的光電性能和可靠性，開始被廣泛研究和應(yīng)用；2010年，隨著“LED照明普及計(jì)劃”的推進(jìn)，大功率LED照明產(chǎn)品開始迅速普及，SiC材料在LED領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，特別是在高功率LED芯片的生產(chǎn)中，因其高導(dǎo)熱性而受到青睞；2020年，SiC廣泛用于Mini LED和Micro LED的生產(chǎn)，其具有高導(dǎo)熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，對于實(shí)現(xiàn)更小尺寸、更高密度的LED陣列至關(guān)重要。這一時期，LED技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，新材料如碳化硅的使用提高了LED的性能和可靠性，大功率和高效率的LED產(chǎn)品成為市場主流，碳化硅材料的應(yīng)用也更加廣泛。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
碳化硅載盤的生產(chǎn)涉及高純度原料制備、晶體生長、精密加工等核心技術(shù)環(huán)節(jié)，形成極高的技術(shù)門檻。碳化硅晶體需在2000℃以上高溫密閉環(huán)境中生長，且需精確控制硅碳比、溫度梯度、氣流氣壓等參數(shù)，稍有偏差即導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)缺陷。全球僅少數(shù)企業(yè)掌握穩(wěn)定量產(chǎn)6英寸以上襯底的技術(shù)，而國內(nèi)企業(yè)良率普遍偏低。此外，碳化硅的硬度接近金剛石，切割、研磨、拋光等加工環(huán)節(jié)易產(chǎn)生崩邊，需開發(fā)激光加工、離子束加工等特殊技術(shù)，進(jìn)一步推高技術(shù)門檻。
2、資金與規(guī)模壁壘
碳化硅載盤生產(chǎn)線建設(shè)成本高昂，涵蓋高端設(shè)備購置、技術(shù)研發(fā)、人才引進(jìn)等。例如，8英寸碳化硅晶圓線建設(shè)成本達(dá)數(shù)十億元，且需持續(xù)投入進(jìn)行技術(shù)迭代。同時，下游客戶對產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性要求極高，企業(yè)需達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)才能實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化。目前，全球碳化硅襯底市場由美國Wolfspeed等巨頭主導(dǎo)，其通過規(guī)模化生產(chǎn)降低成本，而國內(nèi)企業(yè)因規(guī)模較小，在成本競爭中處于劣勢。
3、客戶認(rèn)證與市場壁壘
LED制造企業(yè)對碳化硅載盤供應(yīng)商的認(rèn)證周期長達(dá)1-2年，涉及產(chǎn)品質(zhì)量、供貨穩(wěn)定性、售后服務(wù)等多維度考核。一旦形成合作關(guān)系，客戶黏性較高，新進(jìn)入者難以快速切入市場。此外，國際巨頭通過長期合作綁定核心客戶，國內(nèi)企業(yè)需通過性價比優(yōu)勢逐步滲透，但面臨品牌認(rèn)知度低、市場信任度不足等問題。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
LED碳化硅載盤行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括原材料和生產(chǎn)設(shè)備，其中原材料包括碳化硅粉末、石墨基材等，生產(chǎn)設(shè)備包括晶體生長爐、精密加工設(shè)備（激光切割機(jī)、離子束拋光機(jī)等）等。產(chǎn)業(yè)鏈中游為LED碳化硅載盤生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。產(chǎn)業(yè)鏈下游為LED應(yīng)用市場。LED碳化硅載盤行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示：
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
（1）浙江六方半導(dǎo)體科技有限公司
浙江六方半導(dǎo)體科技有限公司成立于2018年，總部位于浙江紹興，是一家專注于碳化硅涂層技術(shù)及碳化硅制品研發(fā)、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。公司核心團(tuán)隊(duì)由海歸博士與行業(yè)資深專家組成，技術(shù)實(shí)力雄厚，致力于推動碳化硅材料在半導(dǎo)體、LED、光伏等領(lǐng)域的應(yīng)用。公司自主研發(fā)的化學(xué)氣相沉積（CVD）碳化硅涂層技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)載盤表面納米級均勻涂層，顯著提升載盤的熱穩(wěn)定性與耐腐蝕性。該技術(shù)已應(yīng)用于8英寸碳化硅載盤，滿足LED外延片生長的高精度需求。公司通過摻雜改性技術(shù)，開發(fā)出低熱膨脹系數(shù)（<3.5×10 K¹）、高導(dǎo)熱率（>150 W/m·K）的碳化硅復(fù)合材料，有效降低LED芯片制造過程中的熱應(yīng)力。
（2）湖南德智新材料股份有限公司
湖南德智新材料股份有限公司成立于2017年，總部位于湖南株洲，是一家專業(yè)從事碳化硅陶瓷材料及制品研發(fā)、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。公司依托中南大學(xué)粉末冶金研究院的技術(shù)支持，專注于半導(dǎo)體、LED、光伏等領(lǐng)域的高端碳化硅部件國產(chǎn)化替代。公司采用無壓燒結(jié)工藝制備高致密度碳化硅載盤，相對密度達(dá)98%以上，顯著提升材料的抗熱震性與機(jī)械強(qiáng)度。該技術(shù)突破傳統(tǒng)熱壓燒結(jié)的尺寸限制，可生產(chǎn)直徑達(dá)450mm的大型載盤。公司通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）在載盤表面沉積耐腐蝕涂層，有效抵御MOCVD工藝中的鹵素氣體腐蝕，延長使用壽命至2000小時以上。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
中國LED碳化硅載盤行業(yè)正處于技術(shù)迭代與市場擴(kuò)張的關(guān)鍵階段，呈現(xiàn)出國產(chǎn)化突破與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同加速的雙重特征。2024年，中國LED碳化硅載盤行業(yè)市場規(guī)模為6.77億元，同比增長16.52%。技術(shù)方面，國內(nèi)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)從4英寸向8英寸載盤的規(guī)模化跨越。浙江六方半導(dǎo)體通過CVD碳化硅涂層技術(shù)，將載盤熱導(dǎo)率提升至150 W/m·K以上，滿足Mini/Micro LED外延片生長需求；湖南德智新材則憑借無壓燒結(jié)工藝，使載盤致密度達(dá)98%，抗熱震性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)材料。
注：本文轉(zhuǎn)自智研產(chǎn)業(yè)百科平臺
