
0 引 言
碳化硅具有禁帶寬度大、熱導率高、電子飽和漂移速率大、臨界擊穿電場高、介電常數低及化學穩定性好等諸多優點,是具有廣闊發展潛力的第三代新型半導體材料。碳化硅晶片和外延襯底主要用于制造功率器件、射頻器件等分立器件,可廣泛應用于新能源汽車、5G通信、光伏發電、軌道(dao)交通、智能電網、航空航天等現(xian)代(dai)工業(ye)領域,在我國“新基(ji)建”的各主要(yao)(yao)領域中(zhong)發揮重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)作用。我國政府高度(du)重(zhong)(zhong)視以(yi)碳(tan)化硅為代(dai)表(biao)的第三(san)代(dai)半導體(ti)材(cai)(cai)料的研發,其中(zhong)第三(san)代(dai)半導體(ti)被(bei)納(na)入(ru)關鍵戰略材(cai)(cai)料發展重(zhong)(zhong)點。
2021年(nian)3月13日,新(xin)華網刊登了(le)《中華人民共和(he)國(guo)(guo)國(guo)(guo)民經濟和(he)社會發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)第(di)十(shi)四(si)個五年(nian)規(gui)劃(hua)和(he)2035年(nian)遠景目(mu)標綱要》,其中“集(ji)成電路”領域,特別提出(chu)碳(tan)(tan)化(hua)硅、氮化(hua)鎵等(deng)(deng)寬禁(jin)帶半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)要取得(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。碳(tan)(tan)化(hua)硅和(he)氮化(hua)鎵都屬于(yu)第(di)三代(dai)半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)寬禁(jin)帶半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)材料(liao)(liao)(liao),能夠在“十(shi)四(si)五規(gui)劃(hua)”中提名,足以(yi)說明其重(zhong)要程度已經上(shang)升到(dao)了(le)國(guo)(guo)家的(de)(de)層(ceng)面。相信在國(guo)(guo)家的(de)(de)助推下,國(guo)(guo)內將迅速形成適(shi)合第(di)三代(dai)半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)環境,前景十(shi)分(fen)值得(de)(de)期(qi)待(dai)[1]。另一方面,碳(tan)(tan)化(hua)硅對于(yu)提 振地方經濟意(yi)義(yi)重(zhong)大(da)。例如:作為“十(shi)四(si)五”時期(qi)要全力打造“碳(tan)(tan)化(hua)硅”作為拳頭(tou)型產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng),在《山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)“十(shi)四(si)五”新(xin)產(chan)(chan)品(pin)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)規(gui)劃(hua)》中提到(dao):推進(jin)6英寸及以(yi)上(shang)砷化(hua)鎵、碳(tan)(tan)化(hua)硅等(deng)(deng)第(di)二/三代(dai)半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)材料(liao)(liao)(liao)和(he)藍寶石材料(liao)(liao)(liao)大(da)規(gui)模產(chan)(chan)業化(hua),開展(zhan)(zhan)碳(tan)(tan)基半(ban)(ban)導(dao)(dao)體(ti)(ti)等(deng)(deng)新(xin)型材料(liao)(liao)(liao)基礎研究。可以(yi)看出(chu),碳(tan)(tan)化(hua)硅是山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)“十(shi)四(si)五”期(qi)間重(zhong)點發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)。因此,對比我國(guo)(guo)與美國(guo)(guo)、日本、歐洲等(deng)(deng)發(fa)(fa)達(da)國(guo)(guo)家及地區碳(tan)(tan)化(hua)硅產(chan)(chan)品(pin)標準(zhun)(zhun),分(fen)析我國(guo)(guo)碳(tan)(tan)化(hua)硅標準(zhun)(zhun)的(de)(de)先進(jin)與不足之處,借鑒和(he)引用發(fa)(fa)達(da)國(guo)(guo)家的(de)(de)先進(jin)經驗和(he)技術標準(zhun)(zhun),對于(yu)提升山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)碳(tan)(tan)化(hua)硅質量,促進(jin)山(shan)(shan)西(xi)省(sheng)(sheng)碳(tan)(tan)化(hua)硅產(chan)(chan)業轉型升級具有重(zhong)要的(de)(de)意(yi)義(yi)。
本論文旨在通過對比我國與美國、日本、歐洲等發達國家及地區碳化硅產品標準,分析我國碳化硅標準的先進與不足之處。研究內容包括:(1)檢索并收集國內外現行的碳化硅相關標準;(2)對收集的碳化硅相關標準進行歸類分析;(3)確定比對分析的對象:碳化硅物理特性、碳化硅磨料的化學分析方法、含碳化硅耐火材料化學分(fen)(fen)析(xi)方法以及(ji)碳化硅晶片;(4)對比對結果進行分(fen)(fen)析(xi),得(de)出結論(lun)。
1 國內外碳化硅產品概況
1.1 碳化硅產品介紹
碳化硅(又稱之金鋼砂或耐火砂),化學式為SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成的一種無機物[2]。碳化硅在大自然中存在于罕見的礦物莫桑石中。在C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。其中:(1)黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如:玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等;(2)綠碳化硅含SiC約97%以上,自銳性好,大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,制作的磨具適用于軸(zhou)承的(de)(de)(de)超精(jing)加工,可(ke)使(shi)表面粗(cu)糙度從(cong)Ra32~0.16微米一(yi)次加工到Ra0.04~0.02微米[3]。碳化(hua)硅(gui)在禁帶寬度、擊穿電(dian)場強度、飽和電(dian)子漂移速率(lv)、熱導率(lv)以及(ji)抗輻(fu)射等(deng)關鍵(jian)參數方面具有(you)顯(xian)著優(you)(you)勢,進一(yi)步滿足了現代(dai)工業(ye)對高(gao)功率(lv)、高(gao)電(dian)壓(ya)(ya)、高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)需求。以碳化(hua)硅(gui)為襯(chen)底(di)制成的(de)(de)(de)功率(lv)器(qi)件相比硅(gui)基功率(lv)器(qi)件具有(you)優(you)(you)越的(de)(de)(de)電(dian)氣性能,可(ke)以滿足電(dian)力電(dian)子技術(shu)對高(gao)溫(wen)、高(gao)功率(lv)、高(gao)壓(ya)(ya)、高(gao)頻(pin)及(ji)抗輻(fu)射等(deng)惡(e)劣工作條件的(de)(de)(de)新要(yao)求,從(cong)而成為半(ban)導體(ti)材(cai)料領域(yu)最具前景的(de)(de)(de)材(cai)料之一(yi)。未(wei)來,以碳化(hua)硅(gui)(SiC)為代(dai)表的(de)(de)(de)第(di)三代(dai)寬禁帶半(ban)導體(ti)將成為半(ban)導體(ti)產業(ye)升級(ji)的(de)(de)(de)關鍵(jian)。
1.2 碳化硅產業國內概況
碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(SiC)作為(wei)第三(san)代(dai)半導(dao)體(ti)材料的典型代(dai)表,與第一代(dai)半導(dao)體(ti)材料硅(gui)(Si)相比,擁有更加優異(yi)的物理(li)化(hua)(hua)(hua)學特性,使得碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)器(qi)(qi)件能(neng)(neng)降低(di)能(neng)(neng)耗20%以(yi)上、減(jian)少體(ti)積和(he)(he)重(zhong)量(liang)30%~50%,降低(di)碳(tan)(tan)排放(fang)量(liang)20%以(yi)上,實現電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子系統的高效(xiao)化(hua)(hua)(hua)、小型化(hua)(hua)(hua)、輕量(liang)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)低(di)耗化(hua)(hua)(hua)。因此,碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子器(qi)(qi)件將廣泛應用(yong)于電(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車、軌道交通、智能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)網、通信雷達和(he)(he)航(hang)空航(hang)天等重(zhong)要(yao)國民經(jing)濟和(he)(he)軍工(gong)領(ling)域(yu)。國際(ji)上部分國家(jia)在(zai)該領(ling)域(yu)起步早,6英(ying)(ying)寸碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)襯底(di)已(yi)經(jing)量(liang)產(chan)(chan)(chan),8英(ying)(ying)寸已(yi)研制(zhi)(zhi)成功。而(er)國內(nei)以(yi)4英(ying)(ying)寸為(wei)主,6英(ying)(ying)寸尚處在(zai)攻關(guan)(guan)階段。我國碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)單晶襯底(di)材料長期依賴進(jin)口(kou),其(qi)高昂的售價和(he)(he)不穩定(ding)的供貨(huo)情況大(da)大(da)限(xian)制(zhi)(zhi)了國內(nei)相關(guan)(guan)行業(ye)(ye)的發展。目前,中國有碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)冶(ye)煉企業(ye)(ye)200多(duo)(duo)(duo)家(jia),年生產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)(li)220多(duo)(duo)(duo)萬(wan)噸(其(qi)中:綠碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)塊120多(duo)(duo)(duo)萬(wan)噸,黑碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)塊約100萬(wan)噸);加工(gong)制(zhi)(zhi)砂、微(wei)粉(fen)生產(chan)(chan)(chan)企業(ye)(ye)300多(duo)(duo)(duo)家(jia),年生產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)(li)200多(duo)(duo)(duo)萬(wan)噸[4],國內(nei)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)產(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)廠商見表1。

2018年(nian)(nian),山(shan)(shan)(shan)(shan)西省(sheng)政府與中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)電(dian)科(ke)(ke)集團達(da)成(cheng)戰略合作關系,展(zhan)開全(quan)(quan)方(fang)位合作。通(tong)過吸(xi)引上游企業(ye)(ye),形成(cheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)聚集效應(ying),打(da)造(zao)電(dian)子裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)制(zhi)(zhi)造(zao)、三(san)(san)代半導體(ti)(ti)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)態鏈(lian),建成(cheng)國(guo)內最大(da)的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)供應(ying)基(ji)地(di)。中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)電(dian)子信息科(ke)(ke)技(ji)創(chuang)新產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)園項目包(bao)括“一(yi)個(ge)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心、三(san)(san)個(ge)基(ji)地(di)”:“一(yi)個(ge)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心”即(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)三(san)(san)代半導體(ti)(ti)技(ji)術創(chuang)新中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)心;“三(san)(san)個(ge)基(ji)地(di)”即(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)基(ji)地(di)、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)電(dian)子裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)智能制(zhi)(zhi)造(zao)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)基(ji)地(di)、中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)能源(yuan)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)基(ji)地(di)。這個(ge)1000畝(mu)的(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)園將(jiang)串聯(lian)起山(shan)(shan)(shan)(shan)西轉(zhuan)型綜改(gai)示范區(qu)上下游十多個(ge)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye),帶動山(shan)(shan)(shan)(shan)西半導體(ti)(ti)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)集群迅速發展(zhan),實(shi)現中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)完全(quan)(quan)自(zi)(zi)主(zhu)供應(ying)。其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(ke)(山(shan)(shan)(shan)(shan)西)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)(ye)基(ji)地(di)一(yi)期項目建筑面積2.7萬平方(fang)米,能容(rong)納600臺碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)單晶(jing)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)爐(lu)和18萬片(pian)(pian)N型晶(jing)片(pian)(pian)的(de)加工檢測能力,可(ke)形成(cheng)7.5萬片(pian)(pian)的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)片(pian)(pian)產(chan)(chan)(chan)(chan)能,基(ji)地(di)的(de)粉料(liao)合成(cheng)設備(bei)(bei)(bei)、單晶(jing)生(sheng)(sheng)(sheng)長設備(bei)(bei)(bei)都(dou)是自(zi)(zi)主(zhu)研發生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)全(quan)(quan)國(guo)產(chan)(chan)(chan)(chan)化(hua)(hua)設備(bei)(bei)(bei)。2020年(nian)(nian),碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)片(pian)(pian)產(chan)(chan)(chan)(chan)量達(da)3萬余片(pian)(pian),市場占有率超(chao)過50%,公司實(shi)現產(chan)(chan)(chan)(chan)值(zhi)27,986萬元;2021年(nian)(nian),投(tou)資大(da)力提升車(che)間的(de)智能化(hua)(hua)水(shui)平,建設基(ji)于5G技(ji)術的(de)智能化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)車(che)間,各個(ge)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)環節的(de)技(ji)術參數在中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)控室一(yi)屏可(ke)視。該項目目前成(cheng)為中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)前三(san)(san)、世界(jie)前十的(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)企業(ye)(ye),可(ke)實(shi)現年(nian)(nian)產(chan)(chan)(chan)(chan)值(zhi)10億(yi)元。
1.3 碳化硅產業國外概況
受新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)車(che)、工(gong)(gong)業(ye)(ye)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)等應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)推動(dong),全球電(dian)力電(dian)子(zi)碳(tan)化(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)市場(chang)規(gui)模不(bu)斷增長(chang),2020年的(de)(de)(de)市場(chang)規(gui)模達6億(yi)美元(yuan)(yuan)。在(zai)競爭格局方面,行業(ye)(ye)龍(long)頭企業(ye)(ye)的(de)(de)(de)經營模式以(yi)IDM模式為(wei)主,主要(yao)(yao)的(de)(de)(de)市場(chang)份額被(bei)Infineon、Cree、羅姆以(yi)及意法(fa)半導(dao)體占(zhan)(zhan)據(ju),國(guo)內外廠(chang)商的(de)(de)(de)競爭差(cha)距較(jiao)大(da)(da)。在(zai)半導(dao)體應(ying)用(yong)中(zhong)(zhong)(zhong),SiC主要(yao)(yao)用(yong)于電(dian)力電(dian)子(zi)器件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)。從SiC器件(jian)制(zhi)(zhi)造(zao)流程順序來(lai)看,SiC器件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)中(zhong)(zhong)(zhong)襯(chen)底、外延(yan)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比最大(da)(da),其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)SiC襯(chen)底成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比50%,SiC外延(yan)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)占(zhan)(zhan)比25%,這兩大(da)(da)工(gong)(gong)序是SiC器件(jian)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)組成(cheng)部分(fen)。在(zai)上游原(yuan)料供(gong)應(ying)方面,高(gao)純(chun)(chun)石英砂(sha)是碳(tan)化(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原(yuan)料之一。因高(gao)純(chun)(chun)石英砂(sha)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備(bei)成(cheng)本(ben)高(gao)、加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝要(yao)(yao)求高(gao),因此目前全球具(ju)備(bei)批量生產高(gao)純(chun)(chun)石英砂(sha)的(de)(de)(de)廠(chang)商較(jiao)少,如表2所示。從下(xia)游需求情況(kuang)來(lai)看,2018-2019年,受新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)汽(qi)車(che)、工(gong)(gong)業(ye)(ye)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)等應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)推動(dong),全球電(dian)力電(dian)子(zi)碳(tan)化(hua)硅(gui)的(de)(de)(de)市場(chang)規(gui)模從4.3億(yi)美元(yuan)(yuan)增長(chang)至5.64億(yi)美元(yuan)(yuan),2020年的(de)(de)(de)市場(chang)規(gui)模超過6億(yi)美元(yuan)(yuan)。

從(cong)全球碳化硅襯(chen)底的企業經營情況來(lai)看,2018年(nian)美國CREE公司(si)占龍(long)頭地位,市(shi)場(chang)份額達62%,其次是美國II-VI公司(si),市(shi)場(chang)份額約為16%。總體來(lai)看,在碳化硅市(shi)場(chang)中,美國廠商占據主要地位(詳見表3)。

2 國內外碳化硅產品標準化概況
碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)作為一(yi)種化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)較(jiao)為單一(yi)的(de)(de)無機化(hua)(hua)(hua)工原料,其(qi)相關(guan)的(de)(de)產(chan)品(pin)標(biao)(biao)(biao)準較(jiao)少,多為碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學分(fen)析標(biao)(biao)(biao)準及檢測標(biao)(biao)(biao)準。目前現行的(de)(de)國內(nei)外碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)產(chan)品(pin)標(biao)(biao)(biao)準有(you)GB/T 2480《普通磨料 碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)》[2],GOST 26327《碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)磨料 技術(shu)規范》和(he)SR 5064《碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)》。
2.1 我國碳化硅產品標準化概況
中國(guo)目前(qian)已基本建成(cheng)(cheng)(cheng)了一套(tao)由國(guo)家標(biao)(biao)(biao)(biao)準、行(xing)業(ye)標(biao)(biao)(biao)(biao)準和(he)地方(fang)(fang)標(biao)(biao)(biao)(biao)準組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)標(biao)(biao)(biao)(biao)準體系。目前(qian)現(xian)行(xing)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)國(guo)家標(biao)(biao)(biao)(biao)準共(gong)24項,行(xing)業(ye)標(biao)(biao)(biao)(biao)準共(gong)38項,地方(fang)(fang)標(biao)(biao)(biao)(biao)準共(gong)3項。我國(guo)第一部(bu)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)標(biao)(biao)(biao)(biao)準為(wei)GB2480《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui) 技術條件》,該(gai)強制性標(biao)(biao)(biao)(biao)準于1984年1月1日(ri)(ri)實(shi)施(shi)。GB 2480的(de)(de)(de)第一次修訂(ding)(ding)版(ban)本于1997年2月1日(ri)(ri)實(shi)施(shi),并(bing)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為(wei)推薦性標(biao)(biao)(biao)(biao)準GB/T 2480《普(pu)通(tong)磨(mo)(mo)(mo)料 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)》。2008年6月3日(ri)(ri),第二次修訂(ding)(ding)的(de)(de)(de)GB/T2480《普(pu)通(tong)磨(mo)(mo)(mo)料 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)》發(fa)布,并(bing)于2009年1月1日(ri)(ri)實(shi)施(shi),該(gai)標(biao)(biao)(biao)(biao)準與GB/T 2480相(xiang)(xiang)比(bi),對(dui)各牌號產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)SiC、F.C、Fe2O3含量(liang)指標(biao)(biao)(biao)(biao)和(he)鐵合金(jin)粒(li)(li)(li)(li)(li)含量(liang)粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)段的(de)(de)(de)劃分(fen)(fen)(fen)進行(xing)了調整,增加了黑(hei)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)微粉(fen)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)指標(biao)(biao)(biao)(biao),以及(ji)對(dui)檢(jian)驗規則進行(xing)了改(gai)動等。我國(guo)現(xian)行(xing)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)產(chan)品(pin)技術標(biao)(biao)(biao)(biao)準只有(you)(you)1個(ge),即GB/T 2480《普(pu)通(tong)磨(mo)(mo)(mo)料 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)》;磨(mo)(mo)(mo)料粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)及(ji)其組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)、磨(mo)(mo)(mo)料粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)測(ce)定(ding)(ding)(ding)方(fang)(fang)法(fa)(fa)有(you)(you):GB/T 2481.2《固結磨(mo)(mo)(mo)具用(yong)磨(mo)(mo)(mo)料 粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)和(he)標(biao)(biao)(biao)(biao)記 第2部(bu)分(fen)(fen)(fen):微粉(fen)》[9],GB/T 9258.1《涂(tu)附磨(mo)(mo)(mo)具用(yong)磨(mo)(mo)(mo)料 粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi) 第1部(bu)分(fen)(fen)(fen):粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)》,GB/T 9258.2《涂(tu)附磨(mo)(mo)(mo)具用(yong)磨(mo)(mo)(mo)料 粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi) 第2部(bu)分(fen)(fen)(fen):粗(cu)磨(mo)(mo)(mo)粒(li)(li)(li)(li)(li)P12~P220粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)(ding)(ding)》[10]和(he)GB/T 9258.3《涂(tu)附磨(mo)(mo)(mo)具用(yong)磨(mo)(mo)(mo)料 粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi) 第3部(bu)分(fen)(fen)(fen):微粉(fen)P240~P2500粒(li)(li)(li)(li)(li)度(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)(ding)(ding)》等;此外,化(hua)(hua)(hua)學分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)及(ji)檢(jian)測(ce)方(fang)(fang)法(fa)(fa)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)標(biao)(biao)(biao)(biao)準有(you)(you):GB/T 3045《普(pu)通(tong)磨(mo)(mo)(mo)料 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)化(hua)(hua)(hua)學分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)》,GB/T 16555《含碳(tan)(tan)(tan)、碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)、氮化(hua)(hua)(hua)物耐(nai)火(huo)材料化(hua)(hua)(hua)學分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)》,GB/T 37254《高純碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui) 微量(liang)元素的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)(ding)(ding)》,JB/T 5204《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)脫(tuo)氧劑(ji)化(hua)(hua)(hua)學分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)》以及(ji)JC/T 2149《高純碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)粉(fen)體成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(fa)》。
2.2 國外碳化硅產品標準化概況
目前,世界大多數發達國家市場經濟運行了較長時期,法律法規健全,競爭機制規范,常依靠買賣雙方合同約定,只對涉及碳化硅產品間配合/配套的術語、代號、尺寸公差、粒度標號/粒度分布和各項質量性能指標的測試分析方法制定國家標準或者協會標準。從國外發達國家與組織碳化硅及其制品標準制定情況來看,國際標準化組織(ISO)現行的碳化硅及其制品相關標準共有6項;美國現行的碳化硅相關標準共有14項;歐洲現行的碳化硅相關標準共有49項;日本現行的碳化硅相關標準共有5項;俄羅斯現行的碳化硅相關標準共有8項。現行的國外碳化硅相關產品標準有2個,即羅馬尼亞標準SR 5064《碳化硅》和俄羅斯標準GOST26327《碳化硅磨料 技術規范》。此外,國際標準化組織/小型工具技術委員會/砂輪和(he)磨料分(fen)(fen)委員(yuan)(yuan)會(hui)(ISO/TC29/SC5)于(yu)1997年(nian)(nian)1月(yue)15日(ri)(ri)發布實施了ISO9286《磨粒與(yu)磨料-碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)分(fen)(fen)析》。美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)學(xue)(xue)(xue)會(hui)(ANSI)于(yu)1992年(nian)(nian)12月(yue)23日(ri)(ri)批準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)通過ANSIB74.15《碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨料粒和(he)天然磨料的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)分(fen)(fen)析方(fang)法》。日(ri)(ri)本工業標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)委員(yuan)(yuan)會(hui)(JISC)于(yu)1998年(nian)(nian)11月(yue)20日(ri)(ri)審(shen)議通過了JIS R6124《碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨料的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)分(fen)(fen)析方(fang)法》。韓國(guo)(guo)知識經濟部技(ji)術標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)院于(yu)2003年(nian)(nian)10月(yue)31日(ri)(ri)修訂通過了KS L 6510《碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨料的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)分(fen)(fen)析方(fang)法》。ISO沒有給(gei)出(chu)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)分(fen)(fen)類(lei)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun);美(mei)國(guo)(guo)ASTM對 纖維(wei)增強(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)復(fu)合(he) 結 構給(gei)出(chu)了分(fen)(fen)類(lei) 標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)ASTM C1835《纖維(wei)增強(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)-碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(SiC-SiC)復(fu)合(he)結構的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)分(fen)(fen)類(lei)》;俄羅斯對纖維(wei)增強(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)復(fu)合(he)材料也給(gei)出(chu)了分(fen)(fen)類(lei)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)GOST R58016《陶瓷復(fu)合(he)材料 碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)纖維(wei)增強(qiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)復(fu)合(he)材料 分(fen)(fen)類(lei)》。截至目前,我國(guo)(guo)還沒有碳(tan)(tan)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)相(xiang)關(guan)的(de)分(fen)(fen)類(lei)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)。
3 國內外碳化硅產品標準比對研究
目前中國電科(山西)碳化硅材料產業基地實施的國內標準有GB/T 30656《碳化硅單晶拋光片(pian)(pian)(pian)》;碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)晶(jing)片(pian)(pian)(pian)檢測(ce)(ce)方(fang)面(mian)的標(biao)準有:GB/T 32278《碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)單(dan)晶(jing)片(pian)(pian)(pian)平整度測(ce)(ce)試方(fang)法(fa)》、GB/T 30866《碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)單(dan)晶(jing)片(pian)(pian)(pian)直徑測(ce)(ce)試方(fang)法(fa)》、GB/T 37254《高純(chun)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui) 微量元素的測(ce)(ce)定》、GB/T 30867《碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)晶(jing)片(pian)(pian)(pian)厚度和總(zong)厚度變化(hua)(hua)(hua)測(ce)(ce)試方(fang)法(fa)》、GB/T 30868《碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)晶(jing)片(pian)(pian)(pian)微管密度的測(ce)(ce)定 化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕(shi)法(fa)》。雖然山西企(qi)業(ye)目前無(wu)已批準的標(biao)準,但在(zai)2021年6月公司申請(qing)了(le)3項(xiang)標(biao)準,企(qi)業(ye)標(biao)準補充了(le)國(guo)標(biao)及(ji)行(xing)業(ye)標(biao)準在(zai)某些方(fang)面(mian)的缺(que)失。尤(you)其在(zai)測(ce)(ce)試方(fang)法(fa),相關參數要求方(fang)面(mian)嚴于(yu)國(guo)家標(biao)準及(ji)行(xing)業(ye)標(biao)準。
3.1 可比對的碳化硅國內外標準
通過(guo)碳化硅產品相關標準的(de)收集與分(fen)析,表4~表7列出了國(guo)內外(wai)可比(bi)對的(de)標準。



3.2 碳化硅產品關鍵指標比對
3.2.1 碳化硅物理特性標準比對
我國(guo)現執行的(de)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)產(chan)品技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)條件(jian)國(guo)家標(biao)(biao)準為(wei)GB/T 2480《普通(tong)磨料 碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)》,根據不(bu)同用途分(fen)(fen)牌號規(gui)定了(le)粒度(du)組(zu)(zu)成(cheng)、化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)、磁(ci)性物(wu)含量、鐵合金粒、密度(du)等項(xiang)目。俄羅(luo)(luo)斯國(guo)家標(biao)(biao)準委員(yuan)會(hui)于1984年11月(yue)1日發(fa)(fa)布(bu)了(le)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)磨料的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)條件(jian)國(guo)家標(biao)(biao)準GOST 26327《碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)磨料 技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)規(gui)范》,規(gui)定了(le)綠碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)磨料和黑碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)磨料的(de)相關技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)水平(ping)指(zhi)標(biao)(biao),包括粒度(du)組(zu)(zu)成(cheng)、化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)、磁(ci)性物(wu)含量、密度(du)、粉(fen)化(hua)(hua)(hua)率(lv)等項(xiang)目。羅(luo)(luo)馬尼亞標(biao)(biao)準協會(hui)(ASRO)發(fa)(fa)布(bu)的(de)國(guo)家標(biao)(biao)準SR 5064《碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)》,對(dui)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)的(de)類(lei)型、物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學(xue)特性、體積密度(du)等項(xiang)目做了(le)規(gui)定。
(1)碳化硅的分類
中國工業生產的碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)主要是(shi)黑(hei)色碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(SiC含量約95%)和綠(lv)色碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(SiC含量約97%以上)兩種(zhong)。GB/T 2480《普通(tong)磨(mo)(mo)料 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)》將磨(mo)(mo)料碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)分為陶瓷(ci)結合(he)劑(ji)(ji)磨(mo)(mo)具、砂帶用黑(hei)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui);陶瓷(ci)結合(he)劑(ji)(ji)磨(mo)(mo)具、砂帶用綠(lv)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui);有(you)(you)機結合(he)劑(ji)(ji)磨(mo)(mo)具用黑(hei)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui);有(you)(you)機結合(he)劑(ji)(ji)磨(mo)(mo)具用綠(lv)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui);手工打(da)磨(mo)(mo)的砂頁(ye)用黑(hei)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui);手工打(da)磨(mo)(mo)的砂頁(ye)用綠(lv)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)。俄(e)羅斯國家(jia)標準GOST 26327《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)(mo)料 技術規范》對碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)(mo)料分為綠(lv)色碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)和黑(hei)色碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)兩種(zhong),其質量等級和粒度分類具體見表8。

羅馬尼亞國家標準SR 5064《碳化硅》根據顏色將碳化硅分為綠色碳化硅(GC)和黑色碳化硅(GC);根據碳化硅含量(SiC)分為優質碳化硅(S)和普通碳化硅(N)。(2)化學成分分析比對GB/T 2480《普通磨料 碳化硅》根據不同種類的磨料碳化硅做了化學成分規定,見表9。


GOST 26327《碳(tan)化(hua)硅(gui)磨(mo)料 技術規(gui)范》對碳(tan)化(hua)硅(gui)磨(mo)料的化(hua)學(xue)成分做了(le)規(gui)定,見表11。

根據SR 5064《碳(tan)化硅》,不同種類的碳(tan)化硅化學成(cheng)分見表(biao)12。

(3)密度比對(dui)GB/T 2480《普通(tong)磨料(liao) 碳化硅(gui)》對(dui)碳化硅(gui)磨料(liao)的(de)體積密度規定見表14。

GOST 26327《碳化硅(gui)磨(mo)料 技術規(gui)范》和SR5064《碳化硅(gui)》對碳化硅(gui)磨(mo)料的體積密度規(gui)定(ding)見表15。

(4)磁性物含量比(bi)對(dui)GB/T 2480《普通磨(mo)料 碳化(hua)硅》對(dui)碳化(hua)硅磁性
GOST 26327《碳(tan)化硅磨(mo)料(liao)(liao) 技(ji)術(shu)規范(fan)》對磁性材料(liao)(liao)的含量(liang)規定(ding)見(jian)表17。

SR 5064《碳化硅》碳化硅磁性材料的含(han)量規定(ding)見(jian)表18。

3.2.2 碳化硅磨料的化學分析方法標準比對
我國GB/T 3045《普通(tong)磨(mo)料(liao) 碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)》規定(ding)了表面雜質(zhi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)以(yi)及(ji)磨(mo)料(liao)及(ji)結(jie)晶塊中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)含量的(de)(de)(de)間接法(fa)測(ce)定(ding);美國國家標(biao)(biao)準ANSI B74.15《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)粒與磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)》規定(ding)了磨(mo)料(liao)中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding)以(yi)及(ji)其他雜質(zhi)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi);國際標(biao)(biao)準化(hua)(hua)(hua)組織ISO 9286《磨(mo)粒與磨(mo)料(liao)-碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)》規定(ding)了表面雜質(zhi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)和碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)碎(sui)片中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding);日本工業(ye)標(biao)(biao)準JIS R6124《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)》規定(ding)了表面雜質(zhi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)和熒(ying)光X射線分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa);此(ci)外,韓國KS L 6510《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)》規定(ding)了碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)和熒(ying)光X射線分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)。具體分(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)見表19。

3.2.3 含碳化硅耐火材料化學分析方法標準比對
我國于(yu)2017年(nian)(nian)9月7日發布GB/T 16555《含(han)碳(tan)(tan)、碳(tan)(tan)化硅(gui)(gui)(gui)、氮(dan)化物(wu)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)化學(xue)(xue)(xue)分析方法(fa)》[13]。國際標準化組織ISO于(yu)2008年(nian)(nian)8月1日發布了(le)ISO 21068-2《含(han)碳(tan)(tan)化硅(gui)(gui)(gui)的(de)原材料(liao)(liao)和(he)(he)耐(nai)火(huo)制品的(de)化學(xue)(xue)(xue)分析 第2部(bu)(bu)分:燒失量、總碳(tan)(tan)、游(you)離(li)碳(tan)(tan)和(he)(he)碳(tan)(tan)化硅(gui)(gui)(gui)、總二氧(yang)化硅(gui)(gui)(gui)和(he)(he)游(you)離(li)二氧(yang)化硅(gui)(gui)(gui)及總硅(gui)(gui)(gui)和(he)(he)游(you)離(li)硅(gui)(gui)(gui)的(de)測定(ding)》。歐(ou)洲標準化委員會分別(bie)于(yu)2007年(nian)(nian)4月30日和(he)(he)5月31日發布了(le)EN 12698-1《氮(dan)化物(wu)結合碳(tan)(tan)化硅(gui)(gui)(gui)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)的(de)化學(xue)(xue)(xue)分析 第1部(bu)(bu)分:化學(xue)(xue)(xue)法(fa)》和(he)(he)EN 12698-2《氮(dan)化物(wu)結合碳(tan)(tan)化硅(gui)(gui)(gui)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)的(de)化學(xue)(xue)(xue)分析 第2部(bu)(bu)分:X射線(xian)衍(yan)射(XRD)法(fa)》。上述標準的(de)分析方法(fa)比對見表(biao)20。

3.2.4 碳化硅晶片相關標準比對
有關(guan)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)產(chan)品標(biao)準,目前我國國家(jia)標(biao)準有GB/T 30656《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)拋光(guang)片(pian)(pian)》,碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方(fang)(fang)面的(de)(de)國家(jia)標(biao)準有:GB/T 32278《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)平整(zheng)度(du)(du)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、GB/T 30866《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)直徑測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、GB/T 37254《高純碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)微量元素(su)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)定》、GB/T 30867《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)厚度(du)(du)和總厚度(du)(du)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、GB/T 30868《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)晶(jing)(jing)(jing)片(pian)(pian)微管密(mi)度(du)(du)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)定》。行業標(biao)準有SJ/T 11499《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)電學性能的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、SJ/T 11500《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)晶(jing)(jing)(jing)向(xiang)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、SJ/T 11501《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)晶(jing)(jing)(jing)型的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、SJ/T 11502《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)拋光(guang)片(pian)(pian)規范》、SJ/T 11503《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)拋光(guang)片(pian)(pian)表(biao)面粗糙度(du)(du)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、SJ/T 11504《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)拋光(guang)片(pian)(pian)表(biao)面質量的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》、SJ 20858《碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)(jing)材(cai)料電學參數(shu)測(ce)(ce)(ce)試方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)》。國外(wai)無相關(guan)標(biao)準。
有(you)關缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),國內有(you)一個(ge)行業標準和一個(ge)團體(ti)標準,即SJ 21493《碳化(hua)硅(gui)外(wai)(wai)(wai)延(yan)片(pian)表面缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》、T/IAWBS 002《碳化(hua)硅(gui)外(wai)(wai)(wai)延(yan)片(pian)表面缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》。國外(wai)(wai)(wai)標準有(you):IEC 63068-2《半導體(ti)器件(jian)(jian) 動(dong)力器件(jian)(jian)用(yong)碳化(hua)硅(gui)同(tong)質外(wai)(wai)(wai)延(yan)晶片(pian)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的無(wu)損(sun)識別(bie)準則 第2部分:光(guang)(guang)學(xue)檢查(cha)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)識別(bie)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的試(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》;IEC 63068-3《半導體(ti)器件(jian)(jian) 動(dong)力器件(jian)(jian)用(yong)碳化(hua)硅(gui)同(tong)質外(wai)(wai)(wai)延(yan)晶片(pian)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的無(wu)損(sun)識別(bie)準則 第3部分:使(shi)用(yong)光(guang)(guang)致(zhi)發光(guang)(guang)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》。JEITA EDR-4712/200《SiC晶片(pian)晶體(ti)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的無(wu)損(sun)檢測(ce)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa) 第2部分:利用(yong)光(guang)(guang)學(xue)檢測(ce)技術(shu)檢測(ce)SiC外(wai)(wai)(wai)延(yan)層缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》;JEITA EDR-4712/300《SiC晶片(pian)晶體(ti)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的無(wu)損(sun)檢測(ce)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa) 第3部分:利用(yong)光(guang)(guang)致(zhi)發光(guang)(guang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)檢查(cha)SiC外(wai)(wai)(wai)延(yan)層缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)》。
3.3 比對結論
從上述標準指(zhi)標比(bi)對(dui)結果(guo)可以看(kan)出:
(1)國(guo)外有(you)關碳化(hua)硅標(biao)準(zhun),例(li)如(ru):GOST 26327、SR 5064和(he)(he)(he)JISR 6111,都制(zhi)定了碳化(hua)硅產品的理化(hua)性(xing)能標(biao)準(zhun),其指標(biao)要求(qiu)比(bi)中國(guo)國(guo)家(jia)(jia)(jia)標(biao)準(zhun)寬松。但在(zai)(zai)對外技術交流和(he)(he)(he)貿易合作過程中,我(wo)們發現發達國(guo)家(jia)(jia)(jia)碳化(hua)硅生產企業和(he)(he)(he)應用企業標(biao)準(zhun)指標(biao)遠遠優(you)于(yu)其所在(zai)(zai)國(guo)家(jia)(jia)(jia)標(biao)準(zhun)和(he)(he)(he)我(wo)國(guo)家(jia)(jia)(jia)標(biao)準(zhun)[7]。有(you)些項目在(zai)(zai)我(wo)國(guo)國(guo)家(jia)(jia)(jia)標(biao)準(zhun)和(he)(he)(he)部分企業實際(ji)質量(liang)控制(zhi)中未列入檢測控制(zhi)項目,如(ru):振實密度(du)、比(bi)表面積(ji)、清潔度(du)、韌性(xing)、電導(dao)率等;
(2)針對碳(tan)化硅(gui)粒度砂(sha)與(yu)微(wei)粉產品,發達國家根據其(qi)用(yong)(yong)(yong)途不用(yong)(yong)(yong),按照對口專用(yong)(yong)(yong)、精(jing)密化、綜合利用(yong)(yong)(yong)原則,分成(cheng)了(le)多(duo)種牌號專用(yong)(yong)(yong)產品,專用(yong)(yong)(yong)產品的企業標(biao)準(zhun)指標(biao)要(yao)求也不同,使生(sheng)產者和使用(yong)(yong)(yong)者找到了(le)最佳結合點,產品產生(sheng)了(le)最大(da)效(xiao)益;
(3)從碳(tan)化(hua)硅磨(mo)(mo)料的化(hua)學(xue)分(fen)析(xi)方(fang)法標準比對(dui)和含(han)碳(tan)化(hua)硅耐(nai)火材料化(hua)學(xue)分(fen)析(xi)方(fang)法標準比對(dui)結(jie)果看,我國國家(jia)標準的比對(dui)項目(mu)相較于美國、歐(ou)盟及日本等(deng)發(fa)達國家(jia)及地(di)區而言(yan)較為完整,但也有(you)個別項目(mu)沒(mei)有(you)涉及,例如(ru):碳(tan)化(hua)硅磨(mo)(mo)料的碳(tan)化(hua)硅、表面硅酸以及全硅等(deng);
(4)從碳化(hua)硅晶(jing)片相關標(biao)準比對結(jie)果看,我(wo)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家標(biao)準對碳化(hua)硅單晶(jing)拋光片以及晶(jing)片檢測方面制定了相關標(biao)準,而(er)美國(guo)(guo)(guo)、歐(ou)盟、日本等發達國(guo)(guo)(guo)家及地區沒(mei)有涉及。針對碳化(hua)硅外延片表面缺(que)陷的測試(shi)環境(jing),我(wo)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家標(biao)準相較(jiao)于歐(ou)盟以及日本標(biao)準要求更高。

4 對策建議分析
4.1 國內碳化硅產品標準優勢
通過(guo)調(diao)研發現(xian),中國(guo)(guo)電科(山西)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)基(ji)地作為全(quan)(quan)國(guo)(guo)最大的(de)(de)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)供應基(ji)地,其產(chan)(chan)品主(zhu)要面向國(guo)(guo)內(nei)市場。目(mu)前(qian)國(guo)(guo)內(nei)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)供應基(ji)地全(quan)(quan)面掌握了高(gao)純(chun)(chun)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)粉料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)備工藝、4英(ying)寸高(gao)純(chun)(chun)半絕緣碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)襯底(di)的(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備工藝,形成了從碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)粉料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)備、晶(jing)體(ti)生長、晶(jing)片加工、外延驗(yan)證(zheng)等整套碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)研制(zhi)(zhi)(zhi)線,在(zai)國(guo)(guo)內(nei)最早實現(xian)了高(gao)純(chun)(chun)度碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)單(dan)(dan)晶(jing)的(de)(de)商業(ye)化(hua)(hua)量(liang)產(chan)(chan),高(gao)純(chun)(chun)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)粉料(liao)(liao)純(chun)(chun)度和晶(jing)體(ti)良(liang)品率居(ju)于(yu)國(guo)(guo)際先進(jin)水平,徹底(di)解決了國(guo)(guo)外對我國(guo)(guo)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)封鎖(suo)的(de)(de)局面,實現(xian)了完全(quan)(quan)自主(zhu)供應。此(ci)外,中國(guo)(guo)電科(山西)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)(chan)業(ye)基(ji)地目(mu)前(qian)雖(sui)無已批準(zhun)(zhun)(zhun)的(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun),但在(zai)2021年6月(yue)公(gong)司申請3項標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun),企業(ye)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)補充了國(guo)(guo)標(biao)及(ji)行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)在(zai)某(mou)些(xie)方面的(de)(de)缺失,在(zai)測試方法及(ji)參數要求方面嚴(yan)于(yu)國(guo)(guo)標(biao)及(ji)行(xing)標(biao)。
4.2 國內碳化硅產品標準不足
目前我(wo)國(guo)已成為碳(tan)化(hua)硅的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)大(da)(da)國(guo),但(dan)(dan)還不(bu)是碳(tan)化(hua)硅產(chan)(chan)(chan)業強國(guo)。從產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)來(lai)看,國(guo)內碳(tan)化(hua)硅產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)主要集中在中低(di)端市場(chang),真正用(yong)于(yu)(yu)高精尖(jian)科技(ji)(ji)(ji),比如:高級(ji)研磨粉(fen)、精密(mi)電子元件等方(fang)面的碳(tan)化(hua)硅產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝技(ji)(ji)(ji)術(shu)還被國(guo)外壟斷;在碳(tan)化(hua)硅深加工產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)上,對粒度砂和(he)微粉(fen)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的質(zhi)量(liang)管理不(bu)夠精細,產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)的穩定(ding)性不(bu)夠,國(guo)內產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)技(ji)(ji)(ji)術(shu)含量(liang)低(di),與美國(guo)、日本(ben)、歐洲等發(fa)達(da)國(guo)家及地區先(xian)進水平相比還有(you)(you)較(jiao)大(da)(da)差(cha)距,國(guo)內高端技(ji)(ji)(ji)術(shu)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)缺乏;此外,西方(fang)發(fa)達(da)國(guo)家從事該產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)研發(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)時間早經驗(yan)豐富,產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)指標(biao)領先(xian)我(wo)國(guo),且產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)驗(yan) 證周期(qi)長、產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)技(ji)(ji)(ji)術(shu)壁壘難以打破,國(guo)內產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)難以進入國(guo)際(ji)市場(chang);最(zui)后,碳(tan)化(hua)硅屬于(yu)(yu)發(fa)展中產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin),有(you)(you)較(jiao)大(da)(da)的市場(chang)需求,但(dan)(dan)其工藝不(bu)成熟,標(biao)準也處于(yu)(yu)低(di)發(fa)展狀態,例(li)如:沒有(you)(you)統一(yi)的包裝標(biao)準,檢驗(yan)標(biao)準不(bu)完善等。
4.3 提升我國碳化硅產業發展的對策建議
針(zhen)對我國碳化硅產品發展存在的不(bu)足,提出了下述建議和對策。
(1)制定培(pei)育和(he)(he)扶(fu)持(chi)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品的政策和(he)(he)實(shi)施細則(ze)建議從頂(ding)層設計(ji)的角度,建立系統(tong)的碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品培(pei)育政策和(he)(he)實(shi)施細則(ze),扶(fu)持(chi)有關(guan)企(qi)業(ye)(ye)的研發(fa)和(he)(he)生產(chan)(chan),從政府(fu)(fu)層面(mian)給予扶(fu)持(chi)和(he)(he)獎勵。積極幫助企(qi)業(ye)(ye)尋(xun)求(qiu)出(chu)口市場,并(bing)以加大國(guo)內(nei)銷(xiao)售帶動產(chan)(chan)品出(chu)口。在碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)方(fang)面(mian),作為第三代半導體(ti)的新型材料(liao),希(xi)望政府(fu)(fu)能予以資金扶(fu)持(chi)推進研發(fa),牽(qian)引推動應用(yong)端國(guo)內(nei)龍頭企(qi)業(ye)(ye)與碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)產(chan)(chan)品生產(chan)(chan)商進行聯(lian)合攻關(guan)試驗,對(dui)比(bi)碳化(hua)(hua)硅(gui)(gui)進口產(chan)(chan)品使(shi)用(yong)效果,對(dui)國(guo)內(nei)產(chan)(chan)品提出(chu)持(chi)續(xu)改(gai)進意(yi)見(jian),加快國(guo)產(chan)(chan)化(hua)(hua)替代步伐。
(2)修訂完善碳(tan)化硅(gui)(gui)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)質量標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系通過標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)比對發(fa)現,目(mu)前(qian)國(guo)內碳(tan)化硅(gui)(gui)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)質量標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系不夠完善。碳(tan)化硅(gui)(gui)作為(wei)《中(zhong)華人民共和(he)國(guo)國(guo)民經(jing)濟和(he)社會(hui)發(fa)展第十四個五年規劃(hua)和(he)2035年遠景目(mu)標(biao)(biao)(biao)(biao)綱要》中(zhong)集成(cheng)電(dian)路領域的(de)(de)(de)重點(dian)產(chan)品(pin)(pin),可以(yi)結合當前(qian)碳(tan)化硅(gui)(gui)技術發(fa)展和(he)未來趨勢合理進行標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)制(zhi)修訂,例如:碳(tan)化硅(gui)(gui)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)包裝和(he)運輸標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)等(deng)。此外,中(zhong)國(guo)電(dian)科(ke)(山西)碳(tan)化硅(gui)(gui)材料(liao)產(chan)業基地作為(wei)全國(guo)最大的(de)(de)(de)碳(tan)化硅(gui)(gui)材料(liao)供應基地,企業標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和(he)地方標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)較為(wei)缺乏,建議先從(cong)制(zhi)定團體(ti)標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和(he)地方標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)開始,逐步建立并(bing)規范(fan)現有的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)標(biao)(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系。
(3)借助科(ke)技(ji)力(li)量,加(jia)強技(ji)術創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)建議(yi)科(ke)研院所(suo)和企業一起協作,廣泛收集國內外碳化(hua)硅產品的政策(ce)、法規,生產和市場等相(xiang)關信(xin)息。例如(ru):可圍繞(rao)“安(an)全(quan)”和“智(zhi)慧”兩大(da)熱(re)點,聚(ju)焦電子裝(zhuang)備智(zhi)能制造、三代半導體、光伏新(xin)(xin)能源、網(wang)絡信(xin)息安(an)全(quan)和綜合治(zhi)理安(an)全(quan)等領域,通過技(ji)術創(chuang)(chuang)新(xin)(xin)驅動與應用示范項目(mu)推廣,助力(li)經濟轉型。


手機資訊
官方微信







豫公網安(an)備41019702003604號