碳化硅又称金钢砂或耐火砂。分子式为SiC,硬度高于刚玉，可作为磨料和其他某些工业材料使用。工业用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。

性质?? 纯碳化硅是无色透明的晶体。碳化硅的硬度很大，具有优良的导热和导电性能，高温时能抗氧化。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。

?? 碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。

　　制法　碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。

?? 绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。

??? 黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。

　　品种和用途 　碳化硅初级产品粉末主要用于陶瓷和高 耐热材料领域，属于高能耗产品，目前国家已取消碳化硅粉末的5％出口退税，碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约98.5％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC99％以上，自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。 碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高的纳米级碳化硅粉体的应用时间短未能形成规模经济

(1)??? 作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。

(2)???? 作为冶金脱氧剂和耐高温材料。

(3)???? 高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。

　　碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约 85％）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

??? 碳化硅（SiC）晶体产业化项目

??????? 碳化硅晶体是目前碳化硅应用的最新技术产品，是继第一代半导体材料和第二代半导体材料砷化镓（GaAs）后发展起来的第三代半导体材料。又称为宽禁带半导体材料、高 半导体材料等，是目前国际上的研究热点。与硅和砷化镓为代表的传统半导体材料相比，具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、低介电常数,高载流子饱和浓度等特点，成为耐高温 、大功率、耐高压、抗辐照的半导体器件的优选材料，可以满足现代电子器件对高温、高频、高工、高压以及抗辐射的新要求，使得它军用和航天领域的高温、高频、大功率光电器件方面具有优越的应用价值，并逐步取代现有的硅和砷化镓基光电器件。是半导体材料领域最有前景的材料之一，可应用于航空、航天探测，核能探测及开发，卫星、汽车发动机等高温及抗辐射领域。

中国在晶体研究上，中科院物理所以陈小龙博士的团队处于领先地位，碳化硅晶体是中科院物理所研发7年，国家投资1700万研发成功，拥有多项国家发明专利，另外均为国外专利，中科院物理所主要产品为2英寸片，其中6H主要用于发光衬底基片，4H用于半导体应用，2003年研发成功，2006年已设计和制造出具有自主知识产权的SiC晶体生长炉，技术上及实验室生产已完全成功，并已成功销往国外，与能源资源优势的天富热电合作是研究机构与企业的完美结合，目前国内碳化硅晶片研究代表主要有山东大学晶体材料国家重点实验室和中科院物理所。

????市场分析：由于SiC晶体生长难度大，造成SiC晶体生长产业化进展缓慢。经过数十年的研究和发展，在全球范围至今只少数的研究机构和几个半导体公司掌握这项技术。国内目前除天富热电尚无公司可进行生产，国外主要是美国的Cree公司，该公司2001年的SiC及相关产品的销售已达1.8亿美元，利润达4800万美元。的5年中Cree公司的销售以年均58%的速度高速增长。碳化硅晶体作各种电子元器件的基片，目前国际市场上直径为2英寸（半径25mm×0.3mm）的SiC晶体基片价格为500-800美元/片。据估计，到2005年国际上仅SiC半导体市场的营业额将达到2亿5千万美元。而到2009年，由于SiC和GaN半导体器件，高亮度的紫外蓝光的LED和LD，以及固体照明的需求，宽带半导体（SiC，GaN）的市场额将增至48亿美元。此外，SiC将在大功率器件如电网调节和高频器件如通讯系统和高清晰度电视系统有着不可估量的市场前景。

中科院物理研究所从2000年以来投入大量人力和物力进行了SiC晶体关键生长技术的研发，凭借物理所多年在晶体生长的经验和实力雄厚的科研力量，目前已跻身于全球几个有能力生长2英寸SiC半导体晶体的单位之一，同时物理所已设计和制造出具有自主知识产权的SiC晶体生长炉，为规模化生产奠定了基础，并具有明显的价格优势。该项目已具备了进行产业化的条件。

???? 据悉，第三代半导体碳化硅产业化项目，被列入２００７年国家科技支撑计划，此项目的顺利实施，将带动一系列下游以碳化硅为基片的宽禁带半导体产业和光电产业等新兴的高科技产业的发展。

???目前，全球只有少数的大学和科研机构研发出了碳化硅晶体生长和加工技术，仅有美国能够生产碳化硅晶片，国内碳化硅晶片的需求全部依赖进口，价格昂贵，市场供不应求。 ????

???? 项目规划目标：2006年投资800万元，建立北 研发中心，2007年投资1200万，在新疆建立碳化硅晶体生产基地和全球销售渠道，2008年投资2000万，扩大新疆碳化硅晶体的年生产能力，年，扩大生产，力争达到10万片晶片。

　　项目实际进展：至2007年1月30日，北京天科注册资金达到8400万，生产基地在北 、新疆两地，后续加工中心目前正在选址，估计将落户苏州，根据实地考察情况，通过同中科院项目总设计师陈教授请教及对北京天科碳化硅晶体生长炉的实地考察，我们觉得碳化硅晶片项目产业化进展顺利，北京天科8台自制生长炉已经委托生产，预计10台生长炉4月份可进行安装调试，晶体切片、抛光等后续工艺加工目前采用日本进口设备，已完成订货，预计7月份可达到20台生长炉，其中北京10台，新疆10台，新疆已完成1500平米48台的厂房建设，生长炉安装调试采用复制方式，缩短了调试周期，顺利的话，今年9月将达到35台炉子，新疆达到24台生长炉。市场销售方面，合作方及股东之一新加坡G3公司全面负责，初期国外市场就供不应求。

　　收入及利润贡献：新疆厂房建设在1000万左右，每台生长炉成本在30万元左右，后续工艺切片设备及抛光设备投入在800万左右，预计当期投入在2500万左右，2007年产量9000片，按6H、4H产品比例9：1来计算，400美金，可贡献销售收入5130万，参照电子类上市公司华微电子期间费用率在15％左右，原材料成本，每生产一只30厘米晶柱大约需要500克原料，40千瓦额定功率，实际20千瓦，活性炭粉，35000/吨，微硅粉2000元/吨，每片直接成本849.25元，按下半年设备全负荷计算，最低可生产晶片5200片，最高可生产晶片14000片。产品切割的废料可用作人造宝石，预计可为项目利润增加1-2百分点。

　　项目评价：该项目填补了国家高性能半导体产品的空白，5年内估计国内不会出现竞争对手，项目进展基本顺利，拥有优秀管理团队，在技术上生产上及销售上都没有不可克服的困难，由于晶体生长炉相互独立运行，大规模生产不存在技术风险。关键在于今年上半年能否实现晶体炉生长—〉切割—〉打磨抛光—〉产品封装整个产业链的具体实施，依然存在合作、管理协调、设备调试、熟练工人培训等诸多问题，如果能够逐步解决的话，该项目的前景看好，2007年9000片的产量应该是有保证的，上市公司也承诺，产业化成功将加速基地建设和人才培养（2005年始已经实施与大学每年100人的培养计划），在晶体生长成品率、晶片切割产品率还可以提高，再利用好山东大学的切割及抛光专利产业化，成本将进一步的降低，2008年片的产量应该不会有太大问题，对于这种节能、代表新一代半导体应用的新型产品，未来市场的巨大需求将推动产业化进程加速上行。 碳化硅晶体作各种电子元器件的基片，碳化硅半导体的发展前景广阔。使用硅半导体的电子设备，有50％的电能内耗掉了。如果采用碳化硅，可使电能利用效率提高到70％。目前国际市场上直径为2英寸（半径25mm×0.3mm）的SiC晶体基片价格为500-800美元/片。据估计，到2005年国际上仅SiC半导体市场的营业额将达到2亿5千万美元。而到2009年，由于SiC和GaN半导体器件，高亮度的紫外蓝光的LED和LD，以及固体照明的需求，宽带半导体（SiC，GaN）的市场额将增至48亿美元。此外，SiC将在大功率器件如电网调节和高频器件如通讯系统和高清晰度电视系统有着不可估量的市场前景。目前以日本碳化硅晶片应用技术最好

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