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💡 碳化硅晶圆：从玻璃到钻石的废品

一枚小小的国产玻璃片，售价竟然接近2万元。这些玻璃片并不是普通的玻璃，它们是一种名贵的芯片材料——碳化硅晶圆。

碳化硅晶圆的价格因种类、尺寸和缺陷质量而异，一小片的价格在5000到20000不等。这个盒子里能卖40万，真是天价。

🤔 碳化硅晶圆是什么？

碳化硅晶圆是通过将高纯度硅粉和高纯度碳粉混合后在高温下气化升华制成的。这个过程称为PPT物理气象传输法（Physical Vapor Transport，PVT）。

碳化硅晶圆的制备过程相当复杂，需要对温度控制要求很高，因为碳化硅的多晶异形体实在太多了。我们只要其中的4HSICE这一种构型，但是长进过程中稍有不慎就会长出一块奇形种。

碳化硅晶圆的莫氏硬度高达9.5，仅次于钻石。切割后的光泽与火彩也和天然钻石几乎一样。因此碳化硅作为钻石的替代品备受女士们的青睐。

然而对于男士们来说，碳化硅更受欢迎。从钓鱼竿导轨到相控阵雷达，从小米汽车到军工航天，都离不开碳化硅。这是真正的宝藏。

🤔 碳化硅的应用

碳化硅可以分为两类：无色透明的电阻很高的半绝缘型衬底，主要用来做高性能射频器件；和导电型的衬底，主要用来做功率晶体管。

无色透明的碳化硅晶圆是半绝缘型衬底，电阻很高，主要用来做高性能射频器件。在高精度雷达、无线电探测和5G通信中有很重要的作用。

黄绿色的碳化硅亚种在制造中添加了氮元素进行掺杂，降低了电阻，是导电型的衬底。它主要用来做功率晶体管。

碳化硅的硬度极高，用它做手机屏，除了钻石，没有东西能划伤你的屏幕。但越硬的东西越脆，晶圆厚度只有0.5mm，刚刚要是手滑，掉在桌上肯定碎。

🤔 碳化硅的优点和缺点

碳化硅的优点很多，但缺点嘛主要就是贵。它的制造成本太高了，其中占比最大的部分就是摆在我面前的这些晶圆。

碳化硅的制造成本高的原因之一是因为它的制备过程很复杂，需要对温度控制要求很高。另外，好不容易生产出完美的碳化硅，因为硬度仅次于钻石，必须用金刚石线或者激光切割，损耗非常大。之后还要在不碎片的情况下，打磨成厚度只有500微米的八寸大晶圆，这里面的技术难度可想而知。

🤔 碳化硅的未来

近年国产碳化硅的技术进步很大，晶圆成本已经下降了很多。未来几年，我们有希望把昂贵的技术带入每一个普通人的生活。

这背后感谢所有的半导体工程师们，在工厂和实验室中的无数个日夜。最近这些年，外界对于国内的半导体芯片夹杂了太多的情绪与期许，这也让很多芯片从业者承担了很多压力。做得不好要被网友骂，做出成绩也要低调。作为人类文明最精密的工业科技，芯片制造需要大量的研发试错与经验积累，不可能一蹴而就。我们面临的挑战和困难很多，唯有脚踏实地，砥砺前行。

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