中國粉體網(wǎng)訊 1891年，艾奇遜（E.G.Acheson）嘗試在鐵鍋中加熱粘土（硅酸鋁）和焦炭粉的混合物合成人造鉆石的過程中，結(jié)果卻意外在一次實驗的熔爐反應(yīng)物中發(fā)現(xiàn)一種硬度只比鉆石小一點,，火彩甚至比鉆石更亮的東西，從而打開了人工合成碳化硅的大門,。他將得到的藍色晶體誤認為是一種由碳和鋁構(gòu)成的類似剛玉的物質(zhì),，故取名金剛砂。隨后,，他利用碳和沙子的混合物生產(chǎn)出更多的碳化硅,。這種“Acheson”工藝經(jīng)過略微改進后，至今仍在用于碳化硅磨料的生產(chǎn),。
1893年，諾貝爾獎獲得者-亨利·莫桑（Henri.Moissan）在分析墜落到美國亞利桑那州代阿布洛峽谷的隕石碎片時發(fā)現(xiàn)了天然碳化硅,。1905年,，為了表示對他的敬意，莫桑石（Moissanite）因此得名,。
莫桑石成分為100% SiC,，和上述金剛砂是同一種東西。
莫桑石戒指（來源：Charles&Colvard）
天然莫桑石在自然界中十分稀有,，只能形成于極端環(huán)境,，如隕石、地幔巖石中,。所以人們生活中能見到的莫桑石,，基本上都是人工合成的。
人工合成的莫桑石是一種近似無色的獨特寶石材料,，乍看之下,，莫桑石與天然鉆石無法分別,，甚至連普通儀器也區(qū)分不出。合成莫桑石在其誕生之初就被認為與鉆石極其相像,，但直到20世紀90年代合成碳化硅技術(shù)的發(fā)展,，莫桑石才正式進入消費者視野。當時美國北卡羅萊州的Cree公司成功生產(chǎn)出彩色和近無色,，大顆粒的寶石級碳化硅晶體,，并由Charles&Colvard公司（前身為C3公司）加工和銷售。至此,，合成莫桑石投入寶石市場,，并主要作為鉆石的仿制品。
近些年來,，隨著鉆石市場價位的不斷升髙,，合成莫桑石市場也開始不斷發(fā)展壯大，而價格不斷走低,。2016年合成莫桑石價格居于高位,，裸石價格達到每克拉近萬元，因為購買方式以海外回購居多,。但是隨著市場需求的不斷擴大,，經(jīng)銷商的不斷増多，銷售方式也不再是單一的海外回購,，而是有更多的經(jīng)銷商開始參與代理,。因此2017年與2018年合成莫桑石裸石價格開始降到每克拉7800和6500元左右。并且隨著專利權(quán)的開放,，國內(nèi)也開始出現(xiàn)了自我生產(chǎn)銷售,，在2019年的時候合成莫桑石的裸石價格更是下跌到了每克拉3500-4000元左右。按近幾年的價格趨勢來看,，合成莫桑石的裸石價格可能還會持續(xù)走低,。
雖然市場的需求量隨著價格的下降形成了較大的增長，但行業(yè)內(nèi)各個環(huán)節(jié)的利潤率和利潤都被嚴重擠壓,，造成了行業(yè)滿盤皆輸?shù)木置妫谙M者心中莫桑石也被貼上了“廉價假貨”的標簽,。
莫桑石的路越走越窄,，究其根本是因為沒有塑造出消費者認可的價值，而只是以仿制品的身份,，活在了鉆石的影子下,。而且，本身鉆石的受眾群體比較有限,，何況是莫桑石,，小編估計好多人之前根本沒聽過莫桑石,。
碳化硅是如何火起來的？
2018年,，特斯拉開始在Model 3的主驅(qū)逆變器里,，使用基于碳化硅材料的碳化硅MOSFET，以替代傳統(tǒng)的硅基IGBT,。作為第一款真正走量的電動汽車,，Model 3動力總成將IGBT模塊全部換成碳化硅模塊，同等功率等級下,，碳化硅模塊尺寸更小,，開關(guān)損耗可降低75%，系統(tǒng)效率可以提高5％左右,。
緊接著,，比亞迪、小鵬,、吉利紛紛效仿,，在新款電車里換上了碳化硅芯片。自此之后,，凡是使用了碳化硅芯片的車型,，全都被打上了“高端”、“豪華”的標簽,。
各大碳化硅廠商見識到了碳化硅在新能源汽車領(lǐng)域的實力之后,，紛紛加入研發(fā)行列。從設(shè)備到襯底片,、外延片,、器件，碳化硅細分產(chǎn)業(yè)都在快速發(fā)展,。為搶占發(fā)展先機,，行業(yè)內(nèi)頭部公司紛紛擴產(chǎn)“圈地”。另外要提一下,，目前很多打著“碳化硅”名號混的風(fēng)生水起的企業(yè),，在特斯拉用上碳化硅之前，一直是廉價珠寶的供應(yīng)商,。馬斯克的一句話,，就讓一些企業(yè)從義烏小商品城最愛的莫桑鉆供應(yīng)商轉(zhuǎn)變成為高精尖的第三代半導(dǎo)體企業(yè)。比如2022年,，碳化硅第一股天岳先進登陸科創(chuàng)板,，而直到2020年，天岳先進的前五大客戶里有三家都是珠寶公司,。目前國內(nèi)碳化硅襯底產(chǎn)量最高的天科合達,，在2020年準備上市時,，公布的大客戶名單里也有兩家珠寶公司長期占據(jù)前五，其中一家還曾在2017年成為天科合達最大的客戶,。
除了新能源汽車,，風(fēng)光儲對碳化硅的需求也在穩(wěn)定增長。光伏逆變器已經(jīng)開始大規(guī)模使用碳化硅器件,，碳化硅的耐高壓優(yōu)勢使得其在風(fēng)能,、儲能領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。此外,，能源互聯(lián)網(wǎng),、建筑能源、工業(yè)傳動,、消費類等領(lǐng)域,，應(yīng)用市場時刻迎接爆發(fā)。
那么,，都是誰在做碳化硅,？
中國。襯底方面有天岳先進,、晶盛機電,、露笑科技、南砂晶圓,、爍科晶體,、東尼電子、中電化合物等,；外延方面有瀚天天成,、天域半導(dǎo)體、百識電子,、嘉晶電子,、希科半導(dǎo)體,、鳳凰光學(xué)等,；器件及模塊方面有三安光電、世紀金光,、比亞迪半導(dǎo)體,、中電科13所、中電科55所,、基本半導(dǎo)體、士蘭微,、華潤微,、揚杰科技,、時代電氣、長飛先進,、斯達半導(dǎo),、聞泰科技、泰科天潤等,。
日本,。襯底及外延方面有Resonac Holdings，Denso與Mitsubishi Electric則是投資了美國碳化硅廠商Coherent,；器件及模塊方面有Toshiba,、Rohm Semiconductor、Fujielectric,、Mitsubishi Electric,、Renesas Electronics、Panasonic等,。
韓國,。襯底及外延方面有SK siltron、Senic,、Arche等,；器件及模塊方面有LX Semicon、SKpowertech,、TRinno Technology,、Power Master、INTECHFA等,。
美國,。襯底及外延方面有Coherent、Wolfspeed,、Dow Corning等,；器件及模塊方面有Onsemi、Wolfspeed等,。
歐洲,。襯底及外延方面有Soitec、SiCrystal,、Norstel等,；器件及模塊方面有Infineon、STMicroelectronics,、Bosch,、Power Master等。
參考資料：
1、佟雯,，《碳化硅材料在珠寶行業(yè)的應(yīng)用前景》,，中國電子科技集團公司第二研究所
2、孫竹琳,，《合成碳硅石的寶石學(xué)特征及覆膜實驗初探》,，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
3、郭升等,，《培育鉆石：以品牌構(gòu)建價值體系的重要性》,，凱麗希培育鉆石
4、張櫻子等,，《淺談合成碳硅石及市場發(fā)展近況》,，國家珠寶玉石質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心上海實驗室
5、粉體大數(shù)據(jù)研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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