21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者駱軼琪 廣州報(bào)道

因新能源汽車(chē)快速成長(zhǎng)而涌現(xiàn)出對(duì)碳化硅的需求，也在催生國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速聚合發(fā)展。

(資料圖)

在廣州南沙有一個(gè)約2平方公里的集成電路產(chǎn)業(yè)園，先后引進(jìn)了芯粵能、芯聚能、晶科電子、聯(lián)晶智能、南砂晶圓、奕行智能、先導(dǎo)裝備等一批行業(yè)龍頭企業(yè)，覆蓋半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、材料、制造、設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬禁帶半導(dǎo)體的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

在近日由芯謀研究承辦的2023中國(guó)·南沙國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)論壇上，南沙企業(yè)代表肖國(guó)偉在發(fā)言中介紹，得益于當(dāng)?shù)卣疇I(yíng)造的良好環(huán)境，南沙成為廣東省涵蓋寬禁帶半導(dǎo)體芯片制造、封裝測(cè)試的全產(chǎn)業(yè)鏈基地，形成了產(chǎn)業(yè)聚集生態(tài)。

芯謀研究總經(jīng)理景昕對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，目前廣州市不同區(qū)域內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成了差異化表現(xiàn)，南沙聚焦化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈、黃埔聚焦硅基產(chǎn)業(yè)鏈，二者均可以形成良好的內(nèi)生商業(yè)閉環(huán)。

需求旺盛

碳化硅的火熱，與其材料特性所能帶來(lái)巨大效益有關(guān)。

芯粵能總裁徐偉在演講中表示，簡(jiǎn)單總結(jié)來(lái)看，碳化硅的優(yōu)勢(shì)在于其相比硅材料，會(huì)更適合功率器件。在相同擊穿電壓條件下，碳化硅的導(dǎo)通電阻只是硅的1/344。

碳化硅的系統(tǒng)性?xún)?yōu)勢(shì)包括，可以降低70%的系統(tǒng)損耗、縮小40%的系統(tǒng)體積、降低15%的系統(tǒng)成本等。從實(shí)際應(yīng)用效果看，早期特斯拉（如Model3、Y等系列）通過(guò)采用400V平臺(tái)的碳化硅器件，使得新能源車(chē)在市場(chǎng)上取得了很好的效率、效能表現(xiàn)。

據(jù)他分析，通過(guò)與汽車(chē)行業(yè)人士交流發(fā)現(xiàn)，盡管還有一定成本考慮，但目前行業(yè)公認(rèn)800V電壓架構(gòu)的碳化硅器件，將是下一代新能源汽車(chē)的核心。從應(yīng)用角度看，碳化硅在新能源車(chē)上將應(yīng)用在DCDC、OBC、主驅(qū)逆變器等領(lǐng)域。

除此之外，隨著國(guó)內(nèi)新能源行業(yè)的發(fā)展，光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能等領(lǐng)域以及超高壓輸變電、“萬(wàn)伏千安”工程等，都會(huì)為碳化硅帶來(lái)巨大應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)前景。

調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)計(jì)，2021年碳化硅功率器件在全球應(yīng)用市場(chǎng)中，新能源汽車(chē)占比約63%、能源行業(yè)占比約14%、工業(yè)行業(yè)占比約12%；到2027年，預(yù)計(jì)將有接近80%的占比將應(yīng)用在新能源汽車(chē)市場(chǎng)，屆時(shí)在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用份額可能高于在能源行業(yè)。從2021年到2027年，預(yù)估碳化硅功率器件應(yīng)用市場(chǎng)的年均增速將是34%。

從碳化硅器件制造的市場(chǎng)格局來(lái)看，徐偉指出，目前全球市場(chǎng)主要被歐美日公司壟斷，前六家公司占據(jù)近95%市場(chǎng)份額。目前國(guó)內(nèi)新能源車(chē)中，采用碳化硅器件模組批量上車(chē)的，無(wú)一例外應(yīng)用了進(jìn)口芯片。這為行業(yè)未來(lái)發(fā)展帶來(lái)一定挑戰(zhàn)，意味著國(guó)內(nèi)公司需要做到更好，但同時(shí)也意味著巨大發(fā)展空間。

綜合觀察目前頭部大廠意法半導(dǎo)體、Wolfspeed等廠商目前在8英寸碳化硅晶圓廠的產(chǎn)線進(jìn)展，得到的啟發(fā)是，碳化硅芯片制造平臺(tái)在全球仍處于短缺狀態(tài)，因此歐美大廠在大規(guī)模布局，這也是國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)在積極準(zhǔn)備的原因所在。

“隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)、風(fēng)光儲(chǔ)等應(yīng)用場(chǎng)景不斷出現(xiàn)和發(fā)展，將為產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大市場(chǎng)機(jī)會(huì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是群雄并起，但最終鹿死誰(shuí)手還未可知。我們也希望加入這個(gè)行業(yè)，發(fā)揮芯粵能核心平臺(tái)和芯片制造平臺(tái)的作用?！毙靷ト绱酥赋?。

從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，目前碳化硅其實(shí)還處在初級(jí)階段，要發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，仍需努力研發(fā)先進(jìn)技術(shù)，包括大尺寸、低缺陷襯底，高溝道遷移率工藝，先進(jìn)溝槽技術(shù)超級(jí)結(jié)技術(shù)等方面。

徐偉進(jìn)一步表示，由于碳化硅材料生長(zhǎng)的特殊性、切磨拋加工的難度、工藝要求高等特點(diǎn)，意味著材料端還有諸多需要進(jìn)一步攻克的技術(shù)；器件方面，碳化硅的溝道遷移率相比硅基仍有提升空間。

產(chǎn)業(yè)鏈成型

與此同時(shí)，應(yīng)用環(huán)節(jié)對(duì)技術(shù)面的要求也越來(lái)越高。此前特斯拉宣布將大幅減少對(duì)碳化硅的用量，曾引起極高關(guān)注。背后原因就在于目前碳化硅器件成本依然偏高、且供不應(yīng)求。

有行業(yè)人士對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示，產(chǎn)業(yè)界分析認(rèn)為，特斯拉宣布減少碳化硅用量，核心是希望提高碳化硅的效能發(fā)揮空間。

“國(guó)內(nèi)專(zhuān)家做過(guò)一些研究，發(fā)現(xiàn)從功率器件技術(shù)和碳化硅材料本身性能，這兩方面看，確實(shí)有減少空間。又或者用碳化硅功率器件作為主模組，搭配硅基IGBT功率器件的方案，同樣可以讓成本下降?！痹撁耸坷m(xù)稱(chēng)，從應(yīng)用角度來(lái)看，新能源車(chē)肯定是碳化硅應(yīng)用主戰(zhàn)場(chǎng)，但風(fēng)光儲(chǔ)等行業(yè)也打開(kāi)了很好的應(yīng)用場(chǎng)景，因此其實(shí)即便整車(chē)減少了碳化硅用量，但對(duì)碳化硅產(chǎn)業(yè)本身來(lái)說(shuō)并不是壞消息。

“等碳化硅功率器件的成本可以下降到和硅基器件可以比擬的時(shí)候，甚至有望進(jìn)入目前硅基市場(chǎng)在深入應(yīng)用的消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，比如家用空調(diào)、微波爐、電磁爐等。隨著技術(shù)進(jìn)步，碳化硅材料將進(jìn)一步開(kāi)拓豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于廠商來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)其實(shí)在于如何迅速跟上技術(shù)迭代步伐，持續(xù)提升器件性能。”上述人士表示，從理論上測(cè)算，要實(shí)現(xiàn)特斯拉提出的減少75%碳化硅用量其實(shí)可行，只是需要從方案、技術(shù)等方面共同推動(dòng)落地。

面對(duì)產(chǎn)業(yè)層面的發(fā)展機(jī)遇，廣州南沙也形成了相對(duì)完善的產(chǎn)業(yè)鏈分布。

廣東芯聚能半導(dǎo)體有限公司CEO周曉陽(yáng)在演講中表示，南沙的產(chǎn)業(yè)鏈中，碳化硅襯底有南砂晶圓；碳化硅晶圓芯片大規(guī)模代工制造有芯粵能半導(dǎo)體，其主攻6/8英寸晶圓碳化硅芯片制造；碳化硅器件設(shè)計(jì)、模塊封裝有芯聚能半導(dǎo)體；應(yīng)用層面有主打新型顯示和智能車(chē)燈的聯(lián)晶智能。

肖國(guó)偉在發(fā)言中表示，芯粵能項(xiàng)目2021年落戶南沙，總投資75億元人民幣，分別建設(shè)年產(chǎn)24萬(wàn)片6英寸、24萬(wàn)片8英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線，是目前國(guó)內(nèi)最大的專(zhuān)注于車(chē)規(guī)級(jí)、具規(guī)?；a(chǎn)業(yè)聚集及全產(chǎn)業(yè)鏈配套的碳化硅芯片制造項(xiàng)目。

他同時(shí)宣布，芯粵能碳化硅晶圓生產(chǎn)線順利進(jìn)入量產(chǎn)階段，包括1200V、16毫歐、35毫歐等一系列車(chē)規(guī)級(jí)和工控級(jí)碳化硅芯片產(chǎn)品，各方面測(cè)試數(shù)據(jù)良好，陸續(xù)交付多家客戶和主機(jī)廠送樣驗(yàn)證，目前已簽約COT客戶十余家，并完成四家客戶規(guī)模產(chǎn)品的量產(chǎn)。

據(jù)徐偉介紹，芯粵能的定位包括三方面：第一，市場(chǎng)多元化。陸續(xù)布局現(xiàn)在的900V、1200V，到未來(lái)的1700V、3300V碳化硅器件；第二，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?，芯粵能分步實(shí)施一期和二期產(chǎn)能建設(shè)，現(xiàn)已開(kāi)始布局第三期用地及8英寸規(guī)模發(fā)展；第三，技術(shù)專(zhuān)業(yè)化，聚焦碳化硅功率器件。有信心在今年底把芯粵能的產(chǎn)能提升到1萬(wàn)片。

景昕對(duì)記者表示，目前南沙區(qū)對(duì)化合物半導(dǎo)體形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)聚集表現(xiàn)，覆蓋襯底、外延、器件、終端通用模組等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，下游應(yīng)用則有新能源車(chē)企、儲(chǔ)能等廠商的旺盛需求，

黃埔區(qū)是廣州市內(nèi)布局集成電路較早的區(qū)域，覆蓋硅基半導(dǎo)體的制造、設(shè)計(jì)、封裝、測(cè)試全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、布局相對(duì)完整，且省市層面的行業(yè)協(xié)會(huì)也坐落于此。

“其實(shí)一個(gè)地方很難做到非常全面完整的產(chǎn)業(yè)鏈，粵港澳大灣區(qū)要打好終端應(yīng)用豐富的這張牌?！彼m(xù)稱(chēng)，當(dāng)區(qū)域內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)有標(biāo)志性企業(yè)，同時(shí)隨著制造企業(yè)的落地，相關(guān)設(shè)備、零部件、材料等供應(yīng)商也會(huì)自然而然前來(lái)聚集，由此形成商業(yè)表現(xiàn)上的良好閉環(huán)。

關(guān)鍵詞：