

車規SiC晶圓出貨超1000片?
6大戰略助力營業收入增長
行家說三代半:過去一年,貴公司主要做了哪些關鍵性工作?
陳剛:公司專注于高可靠碳化硅器件設計、工藝研發、器件制造三方面協同研究,形成了全系列碳化硅 JBS、碳化硅 MOSFET 等功率器件及解決方案,已擁有完整的碳化硅功率器件4吋SiC量產產線,月綜合產能500片/月。
我們的產線制程能力優良、質量控制體系完善,突破了車規級電驅大電流 MOS 器件多項工藝制造技術難點,已面向新能源汽車、能源、家電等領域開展自研產品銷售及代工服務,已成功交付車規級SiC MOSFET晶圓超1000片,營業收入增長2426%。中科漢韻已成為國內為數不多的從碳化硅器件研發、工藝、制造車規級MOSFET且通過用戶車規級驗證的閉環企業之一,為后續發展奠定堅實基礎。
行家說三代半:2023年貴公司取得了哪些成績?
陳剛:
技術水平不斷提升,功率密度、效率、可靠性等性能持續改善。應用領域不斷拓展,涵蓋電驅逆變器、車載充電機、直流/直流變換器(DC-DC)等。在自研產
品研發方面,中科漢韻持續在高效的模擬仿真能力、獨特的元胞架構設計、優勢的門柵技術等領域開拓研究并取得突出進展。自研產品1200V 40mΩ碳化硅 MOSFET 開發項目芯片面積13.46mm2,有較強的市場競爭力。根據測試結果,我們自研產品的耐壓值及導通電阻等核心指標符合設計預期,比導通電阻3.66毫歐cm2,較有競爭力。1200V 17mΩ?碳化硅MOSFET正在研發改進推動良率提升過程中。1700V 40mΩ?碳化硅MOSFET正在設計中,預計2024年Q1完成。下一步,溝槽型碳化硅MOSFET產品正在預研中,并計劃與相關設備廠商開展聯合研發關鍵工藝。
在器件制造能力方面,已成功交付車規碳化硅 MOSFET晶圓超1000片,包括1200V/17mΩ?、750V/13mΩ?等多種型號產品。該產品應用在電動汽車的主驅系統,已完成了近百天的極端氣候條件測試,無任何不良反饋,持續獲得客戶追加訂單,累計合同額達數千萬元。中科漢韻已正式啟動IATF 16949 :2016 汽車生產件及相關服務件組織體系認證,計劃于2024年第一季度完成認證,以期正式進入汽車供應鏈。
在人才團隊方面,我們引進凝聚了一批具有國內外一流半導體產業經驗人員,并引進多位具有豐富行業經驗的高管,目前已建設形成了研發、制造、市場營銷等130人的全建制團隊。
行家說三代半:你們實現增長的戰略是什么?
陳剛:
展望后期,公司實現增長戰略主要有以下幾個方面:(1)繼續擴大市場規模:隨著新能源汽車市場的快速增長,碳化硅車規級芯片的市場需求將持續增長,公司加緊繼續擴大產能,降低成本,滿足市場需求。
(2)拓展應用領域:碳化硅車規級芯片在電驅逆變器領域已得到廣泛應用,未來還可拓展到車載充電機、直流/直流變換器(DC-DC)等領域,并且,在電力系統、光伏儲能、焊機、白色家電等領域,工業級的碳化硅芯片也有大量的應用需求和拓展空間。
(3)提升技術水平:碳化硅芯片的性能仍有進一步提升的空間,公司仍堅持本位思想,持續加強技術創新,提升芯片的功率密度、效率、可靠性等性能,優化工藝、原材料成本,降低芯片價格,滿足未來多樣的應用需求。
(4)加強與下游模塊廠的合作:深度了解客戶需求,開發針對性的碳化硅車規級芯片產品。
(5)積極參與國內及國際標準制定:積極參與國內與國際標準制定,推動碳化硅車規級芯片的產業化進程。
(6)加強國際交流合作:加強與國際先進企業的交流合作,提升技術水平。
總而言之,碳化硅車規級芯片具有廣闊的市場前景,未來幾年將迎來快速增長。公司通過科技創新、降本增效、凝結團隊、產業鏈上下游緊密合作等多種方式,積極應對市場變化,采取有效措施,搶占市場先機。
擴充SiC晶圓產能?
致力成為一流IDM廠商
行家說三代半:2024年,貴司定下來了哪些規劃和目標?
陳剛:我們公司主要有以下幾個方面的規劃:
(1)產能擴張:全球碳化硅功率器件市場需求旺盛,預計2024年將達到20億美元左右。目前我們公司已有需求與產線制造能力差距較大,為了滿足市場需求,公司計劃產線建設與成果產出并行,最終實現在5年內建設成為國內一流的碳化硅IDM企業。
(2)技術創新:碳化硅功率器件在性能、可靠性和成本等方面仍有待進一步提升。從下面3方面進行,①器件結構:開發新的器件結構,以提高器件的性能和可靠性;②工藝技術:開發新的工藝技術,進一步進行工藝集成設計,以降低器件的成本;③封裝技術:與封測伙伴聯合開發新的封裝技術,以提高器件的散熱性能和可靠性,保證后期開拓的多類市場型應用。
(3)應用拓展:公司目前碳化硅功率器件目前主要應用于新能源汽車、光伏儲能等領域。2024年,將在更多領域推廣應用,如工業電機、消費電子等。工業電機應用碳化硅功率器件可以提高工業電機的效率和功率密度,因此在工業電機領域具有廣闊的應用前景。消費電子應用中,碳化硅功率器件可以提高消費電子產品的效率和續航能力,因此在消費電子領域也具有一定的應用前景。
總體而言,2024年是碳化硅功率器件行業的重要發展階段。隨著產能擴張、技術創新和應用拓展的不斷推進,碳化硅功率器件將在更多領域得到應用,并在電力電子領域發揮更重要的作用。

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SiC市場穩步向好、技術持續進步?
中科漢韻4大策略促行業健康發展
行家說三代半:您認為2023年整個行業取得了哪些新的進步(包括市場、技術等)?
陳剛:
在市場方面,碳化硅產業鏈價值量倒掛,關鍵部分主要集中在上游端,其中襯底生產成本占總成本的47%,外延環節成本占23%,合計上游成本占到碳化硅生產鏈總成本的70%左右。其中襯底制造技術壁壘最高、價值量最大,既決定了上游原材料制備的方式及相關參數,同時也決定著下游器件的性能,是未來碳化硅大規模產業化推進的核心。當前碳化硅下游市場需求依舊旺盛,特別是車用級碳化硅襯底產能仍偏緊,國產碳化硅正在從產業化向商業化加速邁進。與此同時,今年國內碳化硅成本將加速下降,中低端產品競爭激烈,尚需加速縮小與國際巨頭的技術差距。
碳化硅受汽車電動化以及光伏產業拉動,行業依然持續升溫。碳化硅下游應用領域不斷拓展,尤其是新能源汽車領域的應用取得了突破性進展。碳化硅器件成本進一步降低,推動了其在更多領域的應用。
在SiC功率器件方面,國產廠商在2023年也迎來了車規產品大爆發,眾多廠商宣布入局或推出車規級SiC MOSFET產品,SiC在新能源汽車領域上大放異彩,800V車型開始下沉到20萬元市場,SiC模塊的滲透率迎來大幅增長。這也使得市場上對車規SiC MOSFET需求量高速膨脹,同時以往海外巨頭壟斷的車規SiC MOSFET市場,也開始有越來越多的Tier 1和整車廠接受國產車規SiC MOSFET產品,給國產SiC器件廠商帶來了新的機遇。
此外,碳化硅器件新型應用不斷涌現,例如在海上光伏逆變器、高可靠軌道交通、智能電網輸變電、艦船電力系統等領域的應用得到了積極探索。
在技術方面,碳化硅襯底技術取得了重大突破,6英寸和8英寸襯底的產能快速提升。碳化硅襯底制造工藝難度大,研發時間長,存在較高的技術門檻和人才門檻。目前,美國在全球碳化硅襯底產業格局中占龍頭地位。
但近幾年國內企業在大規模擴充碳化硅襯底產能,包括天岳先進、天科合達、露笑科技、三安光電、晶盛機電、東尼電子、科友半導體等眾多企業,總規劃產能的規模龐大,擴產速度快,但良率問題才是關鍵,目前這一點,國內外企業之間仍有較大差距,因此,國內企業距離真正意義上的碳化硅襯底環節突破還有一段時間要走。
碳化硅器件工藝不斷優化,器件性能和可靠性持續提升。例如,國內企業飛锃半導體展出了車規級SiC MOSFET產品,其中包括1200V 35/70/160mΩ和650V 30/45/60mΩ;芯塔電子1200V/80mΩ SiC MOSFET在頭部OBC企業通過測試,已進入批量導入階段;杰平方半導體發布了自主研發的SiC MOSFET產品JPM120020B,該產品規格為1200V/20mΩ;中汽創智首批自主研發的1200V 20mΩ SiC MOSFET在積塔工廠正式下線;國聯萬眾半導體電驅用1200V SiC MOSFET芯片已研發成功交客戶上車驗證中;南瑞半導體宣布其自主研發的1200V/40mΩ SiC MOSFET器件(NCM40S12T4K2)順利通過AEC-Q101車規級可靠性認證;中科漢韻宣布車規級SiC MOSFET晶圓成功實現交付,該產品包括1200V/17mΩ、750V/13mΩ兩種型號產品,并且將應用于電動汽車主驅系統中。
目前國產化應用的SiC MOSFET芯片都仍然采用平面柵型結構,一方面是技術可靠,量產穩定性有優勢,另一方面,涉及知識產權保護限制可控。但是,為了提高功率密度和降低成本,自主設計的臺面結構芯片的開發和量產應用也是必須進行的,目前國內都已經在開展相關工作。
行家說三代半:在降本增效方面,2023年最值得關注和重視的新變化是什么?
陳剛:
碳化硅芯片行業的低價和同質化競爭是行業發展的必然階段,也是行業發展的挑戰。規模效應:隨著碳化硅車規級芯片市場規模的擴大,規模效應逐漸顯現,進一步降低了成本。其中,襯底產能提升是降本增效的關鍵。襯底是碳化硅器件的基底,占據了碳化硅器件成本的大部分。隨著襯底產能的提升,成本將進一步降低,有利于碳化硅車規級芯片的普及。
在芯片制造方面:工藝優化和規模效應也為碳化硅車規級芯片的降本增效提供助力。工藝優化可以提高器件的良率和可靠性,減少返工次數,降低成本。規模效應可以攤薄固定成本,降低單位成本。
行家說三代半:成本是把雙刃劍,行業規模化發展需要接近硅器件的低成本,但也要防止被低價所反噬,您如何看待行業的低價和同質化競爭?貴公司有哪些好的做法和建議?
陳剛:
一方面,碳化硅芯片的成本優勢是其市場競爭力的重要體現。隨著碳化硅襯底產能和工藝的不斷提升,碳化硅芯片的成本將逐步降低,接近甚至低于硅器件的成本。這將為碳化硅芯片的普及和推廣創造有利條件。另一方面,低價競爭會導致行業利潤下降,甚至惡性競爭。此外,同質化競爭會導致產品競爭力下降,不利于行業的長遠發展。公司應對行業的低價和同質化競爭的策略如下:
(1)聚焦差異化競爭:碳化硅芯片的優勢在于其高功率密度、高耐熱性、高開關頻率等特性。因此,聚焦差異化競爭,在性能、可靠性、應用領域等方面進行差異化布局,避免同質化競爭。
(2)加強技術創新:技術創新是降低成本和提升競爭力的根本途徑,是碳化硅芯片行業發展的核心動力。加強技術創新,不斷提升產品性能、可靠性、良率,開發出具有差異化優勢的產品,從而脫穎而出,為行業發展提供新動力。
(3)加強行業合作,完善產業鏈:碳化硅芯片行業是一個新興行業,需要各方的共同努力才能發展壯大。碳化硅芯片企業應加強行業合作,共同制定行業標準,規范行業競爭。碳化硅芯片產業鏈的完善有助于降低成本和提升效率。碳化硅芯片企業應積極參與產業鏈建設,促進產業鏈的協同發展。
(4)積極參與研發與產業化項目:追蹤政府出臺的相關政策,通過項目、設備補貼等多種方式,技術創新,降低成本,促進碳化硅芯片行業健康發展。
總體而言,碳化硅芯片行業的低價和同質化競爭是行業發展的必然階段,也是行業發展的挑戰。碳化硅芯片企業應積極應對,采取有效措施,避免被低價所反噬,以促進行業的健康發展。
SiC市場前景廣闊
多項措施開拓市場?
行家說三代半:經過前些年的鋪墊,SiC / GaN技術目前在許多應用場景都很活躍,展望2024年,您認為行業最大的機會在哪里?貴公司將如何開拓這些市場?
陳剛:
2024年,行業最大的機會在新能源汽車及光伏儲能領域。SiC 功率器件在新能源汽車領域具有廣闊的應用前景,可顯著提高電動汽車的續航里程、加速性能和效率。隨著新能源汽車市場的快速增長,SiC 功率器件的市場需求將持續增長。SiC / GaN功率器件在光伏儲能領域具有明顯的優勢,可提高逆變器的效率和可靠性。隨著光伏發電市場的快速發展,SiC / GaN功率器件的市場需求也將不斷增長。我司開拓這些市場,從以下幾個方面入手:
(1)加強技術創新:持續提高SiC功率器件的性能、可靠性、良率,降低成本,滿足客戶需求。
(2)完善產業鏈:加快產業鏈的協同和完善,提高上下游供應鏈的穩定性和可靠性。
(3)加強市場宣傳:積極宣傳SiC 功率器件的優勢,提高客戶認知度。
總而言之,SiC 技術具有廣闊的市場前景,未來幾年將迎來快速增長。行業應積極應對市場變化,加強技術創新,完善產業鏈,加強市場宣傳,搶占市場先機。
行家說三代半:未來幾年,整個行業將面臨的挑戰有哪些?貴公司將如何面對并解決挑戰?
陳剛:
未來幾年,碳化硅功率器件行業面臨的挑戰主要有以下幾個方面:(1)成本:碳化硅功率器件目前的成本仍然較高,這主要是由于碳化硅材料和制造工藝的成本較高。
(2)可靠性:碳化硅功率器件在可靠性方面需要進一步驗證,尤其是在高溫和高電壓條件下的可靠性。
(3)標準:碳化硅功率器件還缺乏統一的標準,這會影響其在市場上的推廣。
為了應對這些挑戰,公司需要采取以下措施:
(1)降低成本:通過優化材料質量管控和器件加工工藝,降低碳化硅器件的制造成本。
(2)提高可靠性:通過開展大量的測試和驗證,提高碳化硅功率器件的可靠性。
(3)制定標準:推動碳化硅功率器件行業的標準化,促進其在市場上的推廣。
具體來說,在成本方面,可以通過以下措施來降低:
(1)完善碳化硅材料質量管控和器件加工工藝,提高良率和降低成本。
(2)采用先進的封裝技術,減少器件尺寸和提高良率。
(3)通過規模化生產,降低單位成本。
在可靠性方面,可以通過以下措施來提高:
(1)開展大量的測試和驗證,包括高溫、高電壓、高頻等條件下的測試。
(2)采用先進的材料和工藝,提高器件的耐熱性、耐電壓性和耐輻射性。
在標準方面,可以通過以下措施來制定:
(1)由政府部門、行業組織和企業共同參與,制定統一的標準。
(2)加強標準的宣傳和推廣,提高行業的認知度。
總體而言,碳化硅功率器件行業具有廣闊的市場前景,但也面臨著一定的挑戰。通過采取積極的措施,可以有效應對這些挑戰,促進碳化硅功率器件行業的發展。
