全球第三代半导体碳化硅长晶石墨组件市场研究报告
半导体材料目前已经发展至第三代。传统硅基半导体由于自身物理性能不足以及受限于摩尔定律，逐渐
不适应于半导体行业的发展需求，砷化镓、碳化硅、氮化镓等化合物半导体也因而诞生。从技术来看，半导
体材料目前已发展了三代。
第一代半导体材料以传统的硅（Si）和锗（Ge）为代表，是集成电路制造的基础，广泛应用于低压、低
频、低功率的晶体管和探测器中，90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的；第二代半导体材料以砷化镓
（GaAs）、磷化铟（InP）和磷化镓（GaP）为代表，相对硅基器件具有高频、高速的光电性能，广泛应用
于光电子和微电子领域；第三代半导体材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石（C）、
氮化铝（AlN）等新兴材料为代表。
物理气相传输法作为发展最早的SiC晶体生长方法，是目前生长SiC晶体最为主流的生长方法。该方法
相较其它方法对生长设备要求低，生长过程简单，可控性强，发展研究较为透彻，已经实现了产业化应用。
目前工业上一般使用中频感应加热的PVT生长系统，主要由感应线圈、保温层、坩埚和坩埚装载的SiC原
料与籽晶等要素构成，坩埚侧壁中感应电流产生的焦耳热是主要热源。坩埚由上部籽晶托和下部的料腔组
成，上部的籽晶托用于粘结籽晶，下部料腔用于装SiC原料。由于石墨高温稳定、导热性好、加工方便、价
格便宜，在生长SiC晶体中被广泛使用。现有单晶炉坩埚套件在使用中的缺点是：首先，石墨坩埚上沿一但
有硅液附着就有可能造成石墨坩埚出现裂纹，导致石墨坩埚报废；其次，从石英坩埚中溅出的硅液一但流入
热场就有可能出现打火事故；并且，一但石英坩埚中溅出的硅液顺着石墨坩埚与石英坩埚缝隙流到石墨坩
埚的R部，就有可能造成石英坩埚外壁析晶，甚至造成漏硅事故的发生。在装料运行时增加石墨环，如果
直拉单晶炉熔料时有贱料发生，此环即可起到保护作用，可延长石墨坩埚的寿命一到两倍，大幅降低生产成
本。在碳化硅长晶过程中，整个反应在真空中进行，使用石墨环不仅可以增强密封效果，还可以调整温度提
高晶体的生长质量。
第三代半导体经典的应用是碳化硅。本报告也主要侧重对碳化硅长晶用石墨组件的发展状况进行介绍
和分析。
碳化硅（SiC）长晶石墨组件的生产在军工、航空航天和人工智能领域具有至关重要的战略地位：
在SiC长晶过程中，石墨坩埚、籽晶托及密封环的耐高温性和结构稳定性直接影响晶体质量。军工领域
对器件一致性和寿命要求苛刻，若石墨组件存在缺陷（如裂纹或密封失效），可能导致晶体缺陷或漏硅事故，
进而影响军工装备的良品率和可靠性。通过优化石墨组件设计（如增加保护环），可延长坩埚寿命、降低漏
硅风险，确保军工级碳化硅晶体的稳定量产。
在PVT法生长SiC晶体时，石墨热场的设计直接影响晶体生长速率和缺陷密度。例如，采用高纯度石
墨环可优化温度梯度分布，减少晶体内部应力，从而获得大尺寸、低缺陷的SiC单晶。这类晶体制成的器件
可显著降低航天器电力系统损耗，延长卫星在轨寿命，同时减少热管理系统的重量负担。
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全球第三代半导体碳化硅长晶石墨组件市场研究报告
人工智能硬件对碳化硅器件的规模化需求倒逼上游材料降本。通过优化石墨组件（如延长坩埚寿命1-2
倍），企业可大幅降低SiC晶体制造成本，加速其在AI基础设施中的普及。此外，石墨密封环对长晶过程
真空度的控制，直接影响晶体纯度，而高纯度SiC是保障AI芯片供电稳定性的基础。
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全球第三代半导体碳化硅长晶石墨组件市场研究报告
第三代半导体碳化硅长晶石墨组件行业产业链简介
第三代半导体碳化硅长晶石墨组件行业供应链分析
供应链描述
上游主要系特种石墨材料生产商，通过磨粉、混捏、焙烧、浸渍和石墨化等一系列生
上游情况产工序加工生产特种石墨材料。特种石墨材料生产商中具备一定规模、拥有一定知
名度和影响力的企业相对较少，行业集中度较高。
中游主要系特种石墨加