fr.wedoany.com Rapport : Le 6 mai 2026, la norme de groupe T/CASAS 068—2026 « Graphite poreux isotrope pour la fabrication de plaquettes de carbure de silicium », élaborée sous la direction de Cmek Advanced Materials Co., Ltd. et conformément aux procédures d'établissement des normes du Comité de normalisation de l'Alliance stratégique pour l'innovation technologique dans l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération (CASAS), a été officiellement publiée pour l'industrie. Cette norme s'applique aux matériaux en graphite poreux isotrope et à leurs composants destinés à la croissance de monocristaux de carbure de silicium et à l'épitaxie, avec une exigence de pureté atteignant 5N5 (fraction massique de 99,9995 %). Le document spécifie les exigences techniques, les méthodes d'essai, les règles d'inspection, le marquage, l'emballage, le transport et le stockage de ces matériaux. Auparavant, la CASAS avait déjà publié en 2025 la norme T/CASAS 048—2025 « Graphite isostatique pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium ». La publication de cette nouvelle norme vient compléter le puzzle de la normalisation des matériaux graphitiques clés pour la fabrication du carbure de silicium.
Le graphite poreux est un matériau de base clé indispensable à la fabrication de semi-conducteurs en carbure de silicium. En tant que matériau carboné à haute porosité, ses fonctions essentielles couvrent les deux grandes étapes que sont la croissance de monocristaux pour le substrat et les procédés d'épitaxie. Lors de la croissance du monocristal du substrat, le graphite poreux influence directement la qualité du cristal en régulant le rapport atomique carbone/silicium dans la chambre de croissance, en optimisant la distribution du gradient de température et en inhibant la diffusion des impuretés, permettant ainsi d'obtenir des plaquettes de plus grande taille. Pendant la croissance cristalline, les matières premières que sont la poudre de silicium et la poudre de carbone doivent se sublimer en gaz avant de recristalliser. Grâce à sa structure poreuse, le graphite poreux répartit, mélange, canalise et contrôle les gaz précurseurs, fournit une source de carbone supplémentaire, augmente le rapport C/Si dans la zone de croissance et permet une libération contrôlée selon le ratio souhaité, assurant ainsi la stabilité du flux de matière tout au long du processus de croissance. Cela permet d'atténuer efficacement l'effet de polycristallisation aux bords du cristal et de garantir une croissance monocristalline unique. Parallèlement, les propriétés de conduction thermique du graphite poreux contribuent à homogénéiser le champ de température dans la zone de poudre, à réduire le transport de vapeur inverse et le phénomène de recristallisation à la surface de la poudre, améliorant ainsi le taux d'utilisation de la source de carbure de silicium et la vitesse de croissance cristalline, tout en optimisant la distribution de la résistivité axiale, ce qui est particulièrement adapté à la préparation de monocristaux de grande taille. En régulant le type de pores et en optimisant le champ thermique, le graphite poreux peut également inhiber la décomposition des bords du cristal, favoriser l'expansion du diamètre et améliorer la stabilité globale de la croissance.
Dans les procédés d'épitaxie, le graphite poreux joue également un rôle crucial. L'utilisation de graphite poreux à des emplacements spécifiques dans le four d'épitaxie du carbure de silicium, en tirant parti de sa structure unique et de ses caractéristiques de conductivité thermique, permet de réguler la distribution du champ de température dans la chambre du réacteur d'épitaxie. Cela améliore significativement l'uniformité de l'épaisseur de dépôt et de la concentration de dopage de la couche épitaxiale, et joue un rôle important dans la réduction du gauchissement ou de la fissuration des plaquettes épitaxiales dus à des inhomogénéités de température.
Le carbure de silicium, en tant que matériau central des semi-conducteurs à large bande interdite de troisième génération, connaît une explosion de la demande dans des secteurs tels que les véhicules à énergie nouvelle, le stockage d'énergie photovoltaïque et les alimentations pour centres de données d'IA. Le substrat en carbure de silicium étant le maillon le plus central de la chaîne industrielle, l'expansion de sa capacité de production stimule directement la demande en graphite poreux de haute qualité. La Chine a mis en place une chaîne industrielle complète pour les matériaux en carbure de silicium, et les entreprises nationales ont atteint une capacité de production de masse, passant du format 6 pouces au format 8 pouces.
Fondée en 2007, Cmek Advanced Materials Co., Ltd. a son siège social à Huzhou, dans la province du Zhejiang, en Chine, et dispose d'une seconde base de production à Yinchuan, dans le Ningxia, couvrant une superficie totale d'environ 66,7 hectares. L'entreprise maîtrise des procédés de production avancés, écologiques et respectueux de l'environnement. Elle est principalement engagée dans la recherche, le développement, la production et la vente de matériaux en graphite spécial haut de gamme et de composites à base de carbone. C'est une entreprise nationale de haute technologie, une « Petite Géante » nationale spécialisée et sophistiquée, et son laboratoire est accrédité par le Service d'accréditation de Chine (CNAS). L'entreprise peut produire des matériaux pour champs thermiques de grand format, de 36 pouces et plus, avec une teneur en impuretés dans le graphite inférieure à 5 ppm. Ses produits sont largement utilisés dans les secteurs des semi-conducteurs, du photovoltaïque et du nucléaire. Cmek est la seule entreprise chinoise du secteur du graphite membre de l'American Society for Testing and Materials (ASTM). Jusqu'en 2023, elle a participé à l'élaboration de 19 normes nationales, professionnelles et ASTM, et a établi des relations de coopération avec des instituts de recherche de premier plan mondial tels que l'Académie chinoise des sciences, l'Université Tsinghua et l'Université d'Oxford.
Les principaux organismes de rédaction de cette norme comprennent également Beijing NAURA Microelectronics Equipment Co., Ltd., Hunan San'an Semiconductor Co., Ltd., Shandong Tianyue Advanced Technology Co., Ltd., Shanxi Shuoke Crystal Co., Ltd., l'Université du Shandong, l'Institut des semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences, ainsi que d'autres entreprises et instituts de recherche clés de la chaîne industrielle. Il est à noter que Shandong Tianyue Advanced Technology Co., Ltd. et Hunan San'an Semiconductor Co., Ltd. font partie des entreprises leaders en Chine dans la fabrication de substrats en carbure de silicium. Leur participation a permis d'aligner directement le processus d'élaboration de la norme sur les besoins réels et les données de vérification du terrain industriel.
Ces dernières années, Cmek n'a cessé de renforcer sa présence dans le domaine de la normalisation des matériaux graphitiques pour semi-conducteurs. Le 23 avril 2025, la norme T/CASAS 048—2025 « Graphite isostatique pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium », élaborée sous la direction de Cmek, a été officiellement publiée. Elle s'applique aux composants de champ thermique pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium d'une pureté supérieure à 5N5. La publication de la norme T/CASAS 068—2026 étend la couverture normative du graphite isostatique au graphite poreux isotrope, précisant davantage les exigences techniques pour les matériaux clés de la fabrication du carbure de silicium. Le 3 avril 2026, la troisième réunion de travail du Consortium d'innovation sur le graphite, organisée par l'Alliance stratégique pour l'innovation technologique dans l'industrie des matériaux pour circuits intégrés et accueillie par Cmek, s'est tenue à Changxing, Huzhou. La réunion a clairement défini que Cmek dirigerait la synthèse des résultats des discussions, identifierait les orientations clés pour la prochaine phase de recherche du consortium, et promouvrait un modèle industriel de R&D collaborative en amont et en aval, de vérification conjointe et de co-construction de normes, afin de fluidifier la chaîne de collaboration complète « Matériaux – Équipement – Fabrication en FAB ».
Au regard de la situation actuelle de l'industrie, le graphite poreux, en tant que consommable essentiel pour les semi-conducteurs, a longtemps été fortement dépendant des importations. De nombreux chercheurs ont souligné que, dans le développement des dispositifs en carbure de silicium, les matériaux en graphite poreux de haute qualité ont toujours constitué un goulot d'étranglement limitant le développement de l'industrie nationale des matériaux graphitiques pour semi-conducteurs. Les produits en graphite poreux haut de gamme pour la croissance cristalline dépendaient principalement de fabricants étrangers, avec des prix élevés et une chaîne d'approvisionnement instable, rendant la substitution nationale urgente. La publication de la norme T/CASAS 068—2026 fournit une référence d'évaluation de la qualité unifiée pour les entreprises nationales de substrats et d'épitaxie en carbure de silicium. Elle contribue à guider les fournisseurs de matériaux graphitiques vers une itération continue en direction d'une pureté plus élevée et de meilleures performances, à renforcer la connexion technique entre l'amont et l'aval de la chaîne industrielle, et à promouvoir l'industrialisation des matériaux graphitiques nationaux pour semi-conducteurs ainsi que l'autonomie et la contrôlabilité de la chaîne d'approvisionnement. Cmek est également une société dans laquelle la société cotée en bourse A Black Peony détient une participation indirecte via Changzhou Jinrui Carbon Material Venture Capital Enterprise, et sa progression se poursuit actuellement de manière stable.
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