回顾2025年，这是被全球半导体界公认为“12英寸碳化硅（SiC）元年”的一年。在新能源汽车、智能电网、轨道交通与可再生能源等高端应用需求的强力驱动下，全球宽禁带半导体产业迎来关键转折点——12英寸（300mm）碳化硅技术从实验室走向产业化。
如果说此前十年，行业关注的焦点是如何从4英寸跨越到6英寸，以及解决8英寸衬底的良率瓶颈，那么2025年的主旋律则是“向下兼容硅基工艺生态”与“向上突破物理生长极限”。
随着全球首款12英寸（300mm）SiC外延晶片的技术首发，以及长晶炉、切割设备、研磨抛光中试线的全面通线，一个由大尺寸驱动的成本革命正席回全球功率电子与光电产业链。
1、12英寸碳化硅为何成为“兵家必争之地”？
在半导体产业，尺寸即效率，尺寸即成本，尺寸即战略制高点。从6英寸向8英寸、12英寸演进，是摩尔定律在功率器件领域的“另类延续”。据行业测算，相较8英寸产线，12英寸碳化硅衬底可在单位晶圆上提升约2.25倍的有效芯片数量，同时显著降低单位芯片制造成本（CoO），并提升制造一致性与良率窗口。
更重要的是，12英寸平台与主流硅基CMOS产线实现设备兼容（如光刻机、刻蚀机、清洗机等），为SiC器件的“IDM+代工”融合模式打开通路，是实现大规模量产与国产替代的关键前提。
2025年，全球碳化硅产业正式进入“12英寸技术验证与客户送样”关键年。而中国在12英寸碳化硅领域实现了从“点状突破”到“链式协同”的跃迁，形成了以衬底—外延—设备—工艺为核心的完整技术生态。
图片来源：集邦化合物半导体制图
2、衬底环节多元突破，技术迭代加速推进
在衬底领域，国内企业呈现出百花齐放的态势，多家厂商围绕晶体质量提升、缺陷密度降低及成本控制展开差异化布局，推动国产衬底在性能与供给能力上的持续改善。
晶盛机电于2025年5月12日宣布，其子公司浙江晶瑞SuperSiC成功实现12英寸导电型碳化硅（SiC）单晶生长，首颗晶体直径达309mm且质量完好，标志着中国在大尺寸晶体生长领域迈出关键一步。
图片来源：浙江晶瑞SuperSiC 图为首颗12英寸导电型碳化硅（SiC）单晶
紧随其后，浙江晶越半导体于2025年7月23日宣布研制出高品质12英寸SiC晶锭，2025年上半年以来，晶越半导体在热场设计、籽晶粘接、厚度提升以及缺陷控制方面不断调整和优化工艺，成功进入12英寸SiC衬底梯队。
图片来源：浙江晶越半导体有限公司
合盛硅业旗下宁波合盛新材料也同步推进，在2025年年内成功研发出12英寸导电型SiC单晶，并同步启动了针对大尺寸晶体的切割、研磨、抛光等后道工艺的系统性研究，体现了其“材料+工艺”一体化的深度布局思路。
图片来源：合盛硅业 左图为12英寸晶片，右图为12英寸晶锭
南砂晶圆则在2025年5月的行业大会上公开亮相了其12英寸导电型SiC衬底产品，成为国内首家实现大尺寸衬底“实物化”并公开亮相的企业，引发了业界的广泛关注。
2025年3月，天岳先进更是携全系列12英寸碳化硅衬底产品亮相上海，包括12英寸高纯半绝缘型碳化硅衬底、12英寸导电P型及12英寸导电N型碳化硅衬底，展现了其全面的技术储备和全品类供应能力。
图片来源：山东天岳先进科技股份有限公司
2025年10月，天成半导体依托自主研发的12英寸碳化硅长晶设备成功研制出12英寸高纯半绝缘碳化硅单晶材料，12英寸N型碳化硅单晶材料晶体有效厚度突破35mm厚。这一指标对于制造高耐压、大功率的电力电子器件至关重要，为下游应用提供了更厚的有源层支撑。
图片来源：天成半导体
科友半导体在2025年9月初成功制备出12英寸SiC晶锭后，于10月中旬再传捷报，成功制备12英寸半绝缘碳化硅单晶，实现了双路线的重大跨越。
图片来源：科友半导体
环球晶（GlobalWafers） 2025年11月4日宣布，其12英寸SiC晶圆原型开发成功，并已正式进入客户送样与验证阶段。同时，其方形SiC晶圆技术也取得了突破性进展，为提升芯片切割利用率提供了创新性的解决方案。
图片来源：环球晶官网新闻稿截图
3、外延打通器件应用关键链路
衬底之后，外延是决定器件性能的“最后一公里”。
瀚天天成于2025年12月重磅发布了全球首款12英寸SiC外延晶片技术。与此同时，晶盛机电也宣布向瀚天天成交付了12英寸单片式SiC外延设备，实现了“材料—设备—工艺”的完美闭环。
图片来源：晶盛机电
目前，瀚天天成已启动12英寸SiC外延晶片的批量供应筹备工作。相关产品在关键性能指标上表现优异，其外延层厚度不均匀性控制在3%以内，掺杂浓度不均匀性≤8%，2mm×2mm芯片良率大于96%，可充分满足下游功率器件领域的高可靠性应用需求。
4、SiC设备反向赋能材料创新
设备是半导体产业的“工业母机”，2025年，中国SiC设备企业集体崛起，成为12英寸突破的核心支撑力量。
晶升股份在年底压轴登场，于2025年12月29日完成12英寸碳化硅单晶炉小批量发货，正式交付客户投入应用。这一里程碑事件标志着国产长晶设备已从前期的“技术验证”阶段，正式迈入“量产导入”的实战阶段。
图片来源：晶升股份
晶驰机电则成功开发出电阻法12英寸晶体生长设备，为行业主流的PVT（物理气相传输法）技术提供了新的设备路径选择。
图片来源：晶驰机电
山东力冠攻克了12英寸PVT电阻加热长晶炉的技术难关，其设备在高温、高真空环境下的温度场与气流场稳定性控制能力达到新高度。
在加工设备方面，#天晶智能 在2025年4月就推出了TJ320型超高速多线切割机，该设备专为12英寸SiC晶锭切割设计，有效解决了大尺寸晶锭切割效率低下的瓶颈问题，单台年产能达20万片，可满足500辆新能源汽车的碳化硅电驱需求。
图片来源：天晶智能 图为天晶智能TJ3545多线切割机
西湖仪器与晟光硅研分别在激光剥离与水导激光加工领域取得突破，前者率先实现12英寸衬底激光剥离，后者完成了晶锭小批量加工验证，为后续的薄片化、异构集成等先进工艺提供了关键的设备支撑。
图片来源：西湖仪器
值得一提的是，晶飞半导体利用自研的激光剥离设备成功实现了12英寸晶圆的剥离，标志着中国在“无损解理”这一高难度工艺环节实现了自主可控。
5、12英寸技术解锁多元市场新空间
12英寸碳化硅技术的成熟正在打开新的市场空间。
在新能源汽车领域，大尺寸衬底可显著提升功率器件的性能与可靠性，契合下游市场对高效节能的迫切需求。
AR眼镜领域也成为12英寸SiC的重要增长极。SiC的高折射率可以使其以更薄的镜片承载更大的视场角，并且一块12英寸SiC晶圆可加工出8-9副AR眼镜镜片，生产效率呈几何级数提升。
此外，在AI芯片先进封装领域，随着AI模型规模的指数级增长，芯片功耗已突破极限。行业消息透露，头部企业计划在2027年前将CoWoS封装中的硅中介层替换为碳化硅材料，以提升散热效率、缩小封装尺寸。
更值得关注的是，随着12英寸半绝缘型衬底的突破，碳化硅在智能电网领域的应用加速推进，国家电网相关专家表示，电网对碳化硅器件的需求未来或将堪比新能源汽车领域，成为产业发展的新蓝海。
6、结语
全球范围内，12英寸碳化硅领域仍不乏强有力的竞争对手，国际老牌巨头凭借技术积淀维持着显著的竞争优势。
Wolfspeed在2025年9月正式开启200mm（8英寸）SiC材料的商业化投放，并已在2026年初成功演示了单晶12英寸SiC晶圆。#Coherent 亦在2025年12月宣布了其300mm SiC平台的重大进展，目标直指AI数据中心的散热管理。这种策略上的趋同反映出，12英寸SiC的主战场已从单纯的功率模块延伸至热管理与光电集成领域。
然而，中国产业也并非在同一条起跑线上被动追赶。我们拥有全球最活跃的新能源汽车与智能制造应用市场，这为12英寸大尺寸产线提供了宝贵的尝试空间。同时，国内已形成的“材料-装备-工艺”全链条协同创新机制，使得设备国产化与工艺改进的响应速度极快。
未来几年，随着产业链上下游的持续磨合与技术成熟度的不断提升，国产12英寸SiC不仅将重塑国内功率半导体格局，更将在全球高端制造版图中占据举足轻重的一席之地。
（集邦化合物半导体 金水 整理）
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