凯发K8国际芯联集成赵奇:中国第三代半导|疼插30分钟一卡二卡三卡四卡|体产业由
来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-08-01

尽快投入8英寸碳化硅产线建设ღღღღ、实现MOSFET器件大规模量产ღღღღ、国外主流厂商对中国市场的觊觎……芯联集成总经理赵奇日前做客《沪市汇·硬科硬客》第二期节目“换道超车第三代半导体”时表示ღღღღ,国内第三代半导体产业链发展过程中凯发K8国际ღღღღ,面临着三条“充满挑战ღღღღ、但必须要走的路”ღღღღ。
赵奇认为ღღღღ,必须认清ღღღღ,性价比优秀的硅基IGBT产业是碳化硅的强力竞争对手ღღღღ,要将碳化硅的单器件成本控制在硅基IGBT的2.5倍ღღღღ,才有可能实现碳化硅的大规模商业化应用ღღღღ。应当从提升良率ღღღღ、迭代沟槽MOSFETღღღღ、升级8英寸衬底三个方向来改进ღღღღ。
“中国第三代半导体产业发展的‘春秋时代’已经结束了ღღღღ,2024年将会进入‘战国时代’ღღღღ,形成‘战国七雄’ღღღღ,期间一定会伴随激烈竞争ღღღღ。”赵奇预测ღღღღ,2024年中国也可能迎来碳化硅爆发式的增长ღღღღ。
“本土供需缺口正在不断缩小ღღღღ。”赵奇指出ღღღღ,在以衬底和外延为主的材料端ღღღღ,国内厂家不仅能够保证本土供应ღღღღ,并且已经开始出口ღღღღ,比如碳化硅二极管ღღღღ、氮化镓器件都已实现本土化生产ღღღღ;最难的可以用于车载主驱逆变器的碳化硅MOSFET器件和模块ღღღღ,已经在国内实现量产ღღღღ;2023年下半年ღღღღ,用于主驱逆变的国内芯片ღღღღ,也已经开始实际使用ღღღღ。
“由此可见ღღღღ,第三代半导体进口替代方面ღღღღ,国内产业链各个方向都已实现突破ღღღღ,后面就是数量的逐渐扩大了ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
当然ღღღღ,机遇与挑战并存ღღღღ。赵奇指出ღღღღ,国内第三代半导体行业发展过程中ღღღღ,在8英寸碳化硅器件产线建设ღღღღ、MOSFET器件大规模量产ღღღღ、国外主流厂商杀向国内市场争夺份额三个方面还面临着挑战ღღღღ。
首先ღღღღ,国外碳化硅主流厂商已开始积极布局8英寸的衬底ღღღღ、外延和器件生产能力ღღღღ,国内目前还在发展6英寸ღღღღ,8英寸只在规划和研发状态中ღღღღ。“目前来看ღღღღ,国内碳化硅往8英寸切换的速度ღღღღ,确实比国外稍微落后了一些ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
“衬底厂家可能会觉得ღღღღ,国内一条8英寸的碳化硅产线都没有ღღღღ,我为什么要大力去做8英寸衬底?而我们器件厂家也会考虑ღღღღ,国内8英寸衬底还不是太成熟ღღღღ,我拿什么来Run这个线?”赵奇如是解释ღღღღ。
芯联集成是一家聚焦MEMS传感器和功率半导体器件的特色工艺晶圆代工企业ღღღღ。从2023年起ღღღღ,芯联集成开始建设国内第一条8英寸碳化硅器件产线英寸衬底ღღღღ、外延ღღღღ、器件生产的整个链条ღღღღ,赶上国外主流厂商们的布局ღღღღ。
“无论是衬底ღღღღ,还是器件制造ღღღღ,从6英寸到8英寸ღღღღ,还有很多技术改进和突破要完成ღღღღ,这是一条充满挑战但必须要走的路凯发K8国际ღღღღ。”赵奇坦言ღღღღ。
第二个挑战是K8天生赢家一触发ღღღღ,ღღღღ,尽管国内衬底和外延在规模上已相对成熟ღღღღ,但碳化硅器件批量生产凯发K8国际ღღღღ、尤其是用于主驱逆变的国内芯片才刚起步ღღღღ,规模对比国外主流厂商还有所差距ღღღღ。
“从开始量产到大规模量产的过程中ღღღღ,生产端还有很多需要不断去优化的方向ღღღღ。当我们衬底ღღღღ、外延和芯片都能够实现大规模量产了ღღღღ,才能说我们整个产业链条是成熟和完整的ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
“中国新能源汽车以及风ღღღღ、光ღღღღ、储的终端已处于全球第一梯队ღღღღ,过去一两年ღღღღ,国外碳化硅主流厂商纷纷在国内布局产能疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღღღღ。”赵奇指出ღღღღ,他们的目的很明确ღღღღ,就是要抢夺中国的碳化硅市场ღღღღ。
“国外这些比我们走得早的碳化硅厂家‘杀’到门口来凯发K8国际首页ღღღღ,就需要我们更加努力在技术领先凯发官网入口首页ღღღღ。ღღღღ、技术创新ღღღღ、成本优势方面下功夫ღღღღ。你要有性价比更好的产品去跟他们竞争ღღღღ。”赵奇认为这对处在成长期的国内产业链而言也是严峻的挑战ღღღღ。
如何突破碳化硅产业材料端挑战ღღღღ、实现大规模应用ღღღღ,或许是国内第三代半导体厂商下一步该重点关注的问题凯发K8国际k8凯发·(中国区)天生赢家一触即发ღღღღ,ღღღღ。
“它真正的竞争对手是硅产业ღღღღ,而且是性价比已经非常优秀的IGBT产业ღღღღ。碳化硅产业最终能否实现商业应用ღღღღ,还是要看性价比ღღღღ。它确实是个好东西ღღღღ,就是有点贵ღღღღ。”赵奇举例说ღღღღ,IGBT已经从8英寸的主流开始向12英寸切换ღღღღ,而现在6英寸的碳化硅单器件成本大约是IGBT的5~6倍ღღღღ。
“或许大家能容忍碳化硅价格高一点ღღღღ,但不会容忍太多ღღღღ。到底多高合适?业界一般认为ღღღღ,碳化硅的单器件成本ღღღღ,如若能做到硅基IGBT的2.5倍以下ღღღღ,或许就进入大规模商业化应用时代了ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
如何才能降低成本做到2.5倍的水平?赵奇认为ღღღღ,应当从提升良率ღღღღ、迭代沟槽MOSFETღღღღ、升级8英寸衬底三个方向来改进疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღღღღ。
据赵奇介绍ღღღღ,集成电路产业通过多年的积累ღღღღ,已经形成了一整套行之有效的方法论凯发天生赢家一触即发凯发国际官网首页ღღღღ,ღღღღ,用这些方法论ღღღღ,行业已经将碳化硅MOSFET芯片的良率提升到了90%以上AG凯发k8真人娱乐ღღღღ,ღღღღ。
“尽管我国在良率方面已经和国际水平相当了ღღღღ,但我们还是需要整个产业链通力合作ღღღღ,把每一段良率都做到接近于硅的水平ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
其次ღღღღ,碳化硅器件要努力从平面MOSFET向沟槽MOSFET迭代ღღღღ,通过缩小单芯片面积来实现单芯片的成本降低ღღღღ。
“这三个技术手段都实现之后ღღღღ,碳化硅未来就有机会做到硅基IGBT的2.5倍以内ღღღღ。彼时ღღღღ,碳化硅将成功进入商业化应用时代ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
不仅是成本方面有所差距ღღღღ,赵奇强调ღღღღ,还应关注到碳化硅器件制造过程中的工艺难点ღღღღ。而碳化硅的优点恰恰是生产工艺的难点所在ღღღღ。
与硅材料不同ღღღღ,碳化硅材料耐高温ღღღღ,制备碳化硅器件的栅极氧化层及激活ღღღღ,分别需要1300度和1700度的超高温ღღღღ,硅工艺一般用900度和1200度ღღღღ。超高温下如何控制好不同材料之间的界面质量ღღღღ,需要不断摸索ღღღღ。此外ღღღღ,碳化硅材料坚硬ღღღღ,工艺过程中的掺杂基本都需要通过超高能量注入或者高温条件下的注入来完成ღღღღ。
基于碳化硅在高电压ღღღღ、高温ღღღღ、高频方面的性能优势ღღღღ,赵奇提出碳化硅器件可能替代硅基IGBT的四个主要应用场景ღღღღ。
首先是新能源车的主驱逆变器ღღღღ。这也是目前碳化硅最大的市场应用方向ღღღღ。特别是从400伏平台往800伏平台切换之后ღღღღ,碳化硅的性能优势会发挥得更好ღღღღ。
“对于中国的新能源汽车行业来说ღღღღ,2024年会是碳化硅器件大量使用到车载逆变器的一年疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღღღღ。而2024年ღღღღ,中国也可能迎来碳化硅爆发式的增长ღღღღ。”赵奇如是认为ღღღღ。
其次是车载充电机(OBC)ღღღღ。这是已经验证的ღღღღ、在新能源汽车里大量装车的一个应用场景ღღღღ,对芯片的要求略低于主驱逆变ღღღღ。
第四是目前还没有应用ღღღღ,但可能会在2030年左右实现的大于万伏的超高压输配电ღღღღ。赵奇认为ღღღღ,这一市场容量甚至可能大过新能源车疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღღღღ。
“关键还是在于整个产业链要一起努力凯发K8国际ღღღღ,让碳化硅器件性能不断提升凯发K8国际ღღღღ、性价比不断变好ღღღღ,以支撑大量的商业化应用ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
业界普遍认为ღღღღ,第三代半导体未来还有很大的成长空间ღღღღ。Yole数据预测ღღღღ,2028年碳化硅市场规模将达89亿美元ღღღღ,氮化镓市场规模将达47亿美元ღღღღ。
首先ღღღღ,碳化硅市场本身可以维持住30%~40%的年复合增长率ღღღღ;其次ღღღღ,新能源汽车以及风ღღღღ、光ღღღღ、储等新能源终端是第三代半导体支撑的主要产业ღღღღ,国内目前占据了非常大的领先优势和市场份额ღღღღ,芯联集成在红利加持下ღღღღ,也在用高于全球增长率的速度布局碳化硅器件及模组封装产能ღღღღ。
相关数据显示ღღღღ,近三年新成立的碳化硅相关公司有514家ღღღღ,氮化镓相关公司有32家ღღღღ。此外ღღღღ,主持人观察到行业竞争渐趋激烈ღღღღ,很多上市公司产能规划相当激进ღღღღ,未来恐将出现产能过剩的情况ღღღღ。
“中国第三代半导体产业发展的‘春秋时代’已经结束ღღღღ,2024年将会进入‘战国时代’ღღღღ,并形成‘战国七雄’ღღღღ。当然‘七’是一个虚数ღღღღ。”赵奇认为ღღღღ,“七雄”格局形成的过程中一定会伴随激烈竞争ღღღღ,产业链的各个方向上的破产ღღღღ、并购重组以及扩张均会成为常态ღღღღ。
“毕竟这是一个高科技的产业ღღღღ,焦点还会是技术领先性ღღღღ、技术创新能力ღღღღ、规模大小以及性价比ღღღღ。这是接下来筛选企业很重要的四个因素ღღღღ。”赵奇如是认为ღღღღ。
资本布局方面ღღღღ,芯联集成于2023年下半年分拆碳化硅业务ღღღღ,联合博世ღღღღ、小鹏ღღღღ、立讯精密ღღღღ、上汽ღღღღ、宁德时代ღღღღ、阳光电源等新能源ღღღღ、汽车及半导体相关上下游企业ღღღღ,成立了专注于碳化硅业务的芯联动力科技(绍兴)有限公司ღღღღ。
“我们希望通过跟上下游联合布局的方式ღღღღ,来保证中国未来在碳化硅技术上的领先以及生产规模的充足ღღღღ,从而支撑中国新能源汽车和风光储等产业终端在全球保持领先地位凯发国际k8官网ღღღღ!ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。
技术方面ღღღღ,据赵奇介绍ღღღღ,芯联集成2023年已实现平面碳化硅MOSFET器件规模量产ღღღღ,同步也在进行沟槽碳化硅MOSFET器件的研发工作ღღღღ,计划于2024年推出该生产工艺并逐步实现规模化量产ღღღღ。与此同时疼插30分钟一卡二卡三卡四卡ღღღღ,芯联集成把超结碳化硅MOSFET器件和碳化硅IGBT也纳入公司研发路线年ღღღღ,芯联集成已经开始建设8英寸的碳化硅产线英寸的通线验证ღღღღ。
“所以不管从资本ღღღღ、技术ღღღღ,还是产能角度ღღღღ,我们都为碳化硅接下来的发展做好了布局和准备ღღღღ。期望中国碳化硅产业未来能实现大突破ღღღღ、大发展ღღღღ。”赵奇表示ღღღღ。