多方協(xié)同破卷出新 助力國產(chǎn)碳化硅行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

　　“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，正引領(lǐng)著全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新浪潮，碳化硅在全球新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色，是我國在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭格局中實(shí)現(xiàn)重要突破的關(guān)鍵?！?月26日，中國科學(xué)院院士、武漢大學(xué)教授、阿基米德首席科學(xué)家劉勝在2024碳化硅功率器件制造與應(yīng)用測試大會(huì)院士致辭時(shí)表示。

　　此次大會(huì)以“穿越周期，韌性增長”為主題，解構(gòu)碳化硅市場增長確定性與新業(yè)態(tài)模式、前沿技術(shù)趨勢以及落地應(yīng)用進(jìn)程。本次大會(huì)由InSemiResearch、錫山經(jīng)開區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合主辦，并由碳化硅芯觀察與電動(dòng)車千人會(huì)承辦。近千名來自碳化硅襯底、外延、晶圓制造、器件設(shè)計(jì)、模組、下游應(yīng)用、設(shè)備材料零部件等全產(chǎn)業(yè)鏈條的技術(shù)專家齊聚無錫。

　　與會(huì)專家一致認(rèn)為，當(dāng)前，中國碳化硅產(chǎn)業(yè)“卷瘋了”，“卷”出了強(qiáng)大、“卷”出了信心。展望2024年，受汽車應(yīng)用的帶動(dòng)，市場對(duì)碳化硅器件的需求熱度依然不減，隨著8英寸晶圓的小幅試產(chǎn)，行業(yè)的競爭將在新一階段逐步展開。

　　政策支持 中國碳化硅行業(yè)發(fā)展迅速

　　記者了解到，半導(dǎo)體、碳化硅一直是國家的重點(diǎn)關(guān)注的高科技行業(yè)之一，從“十三五”開始，先進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展被明確寫入規(guī)劃中，而“十四五”出臺(tái)后，圍繞新一代半導(dǎo)體、碳化硅等材料的一系列促進(jìn)性政策。此外，2020年后全國各地均出臺(tái)了各項(xiàng)高技術(shù)行業(yè)、重點(diǎn)信息、集成電路相關(guān)行業(yè)的支持類政策，將以碳化硅為首的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略級(jí)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)。

　　近年來，中國碳化硅行業(yè)發(fā)展迅速，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。產(chǎn)業(yè)鏈主要包括襯底、外延、器件設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝，該行業(yè)以第三代半導(dǎo)體材料為核心，主要應(yīng)用于新能源汽車、光伏等領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)鏈上游為碳化硅襯底和外延生長，中游為碳化硅器件和模塊的設(shè)計(jì)與制造，下游則涉及多個(gè)高端應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國碳化硅行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2023年中國碳化硅外延設(shè)備市場規(guī)模約為13.07億元，預(yù)計(jì)到2026年將增至26.86億元，年復(fù)合增長率較高。

　　“目前，中國碳化硅經(jīng)過兩到三年的發(fā)展，產(chǎn)能釋放非常大，市場上對(duì)碳化硅材料的需求和對(duì)碳化硅材料的供應(yīng)，已經(jīng)出現(xiàn)了供過于求的趨勢，國內(nèi)碳化硅材料占比在全球已經(jīng)逐步加大，逐漸成為主流。另外國內(nèi)碳化硅的襯底和外延質(zhì)量也飛速發(fā)展?！睆?fù)旦大學(xué)特聘教授、清純半導(dǎo)體董事長張清純表示。

　　隨著技術(shù)進(jìn)步和市場需求增長，碳化硅行業(yè)將迎來更廣闊的發(fā)展空間。意法半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁、中國區(qū)總裁曹志平在會(huì)上作《碳化硅為可持續(xù)創(chuàng)新賦能》主題分享時(shí)表示，電動(dòng)車的大力推廣和發(fā)展，將會(huì)極大的推動(dòng)碳化硅器件在汽車上的應(yīng)用。

　　“同時(shí)，伴隨電動(dòng)車的發(fā)展，需要大量的充電樁，這也需要用到大量的碳化硅以及相關(guān)的功率器件。此外，可再生能源，包括風(fēng)能、太陽能，這里用到的很多光伏逆變器、儲(chǔ)能逆變器等等，都將會(huì)成為碳化硅非常好的應(yīng)用場景。還有電源電力存儲(chǔ)、超高壓傳輸，以后也會(huì)成為碳化硅非常好的應(yīng)用場景。這些都將會(huì)成為半導(dǎo)體賦能可再生能源發(fā)展，以及推動(dòng)碳中和進(jìn)一步發(fā)展的重要領(lǐng)域。”曹志平說。

　　然而，與國際碳化硅行業(yè)相比，中國碳化硅行業(yè)在技術(shù)上仍存在一定的差距。從產(chǎn)品來看，國內(nèi)碳化硅產(chǎn)品主要集中在中低端市場，真正用于高精尖科技，比如：高級(jí)研磨粉、精密電子元件等方面的碳化硅產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)還被國外壟斷;在碳化硅深加工產(chǎn)品上，對(duì)粒度砂和微粉產(chǎn)品的質(zhì)量管理不夠精細(xì)，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠，國內(nèi)產(chǎn)品技術(shù)含量低，與美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家及地區(qū)先進(jìn)水平相比還有較大差距，國內(nèi)高端技術(shù)產(chǎn)品缺乏。此外，西方發(fā)達(dá)國家從事該產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)時(shí)間早經(jīng)驗(yàn)豐富，產(chǎn)品指標(biāo)領(lǐng)先我國，且產(chǎn)品驗(yàn)證周期長、產(chǎn)品技術(shù)壁壘難以打破，國內(nèi)產(chǎn)品難以進(jìn)入國際市場。最后，碳化硅屬于發(fā)展中產(chǎn)品，有較大的市場需求，但其工藝不成熟，標(biāo)準(zhǔn)也處于低發(fā)展?fàn)顟B(tài)，例如：沒有統(tǒng)一的包裝標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不完善等。

　　“隨著國內(nèi)碳化硅企業(yè)技術(shù)水平的提升和產(chǎn)能擴(kuò)張，國產(chǎn)替代將成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。國內(nèi)企業(yè)將逐步減少對(duì)進(jìn)口碳化硅的依賴，提高自給率。隨著國內(nèi)企業(yè)的不斷努力和創(chuàng)新，差距正在逐步縮小。同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)在市場規(guī)模、生產(chǎn)成本等方面也具有一定的優(yōu)勢。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和市場的不斷拓展，中國碳化硅行業(yè)有望在國際市場上占據(jù)更重要的地位?！迸c會(huì)專家一致表示。

　　打通堵點(diǎn) 在新能源車領(lǐng)域里做出全球競爭力

　　據(jù)了解，碳化硅在電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力汽車的功率電子系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，碳化硅器件主要應(yīng)用于逆變器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器等部件當(dāng)中，可以在更高的電壓和溫度下工作，而且效率更高，散熱更好。隨著電動(dòng)車和混合動(dòng)力車的需求增加，碳化硅產(chǎn)品的市場需求仍在增加。

　　但當(dāng)前碳化硅在光儲(chǔ)充領(lǐng)域的應(yīng)用較多。國產(chǎn)碳化硅芯片在國內(nèi)的車企里面導(dǎo)入剛起步，量不大，國產(chǎn)芯片大規(guī)模導(dǎo)入主驅(qū)存在瓶頸，國產(chǎn)碳化硅芯片上車存在眾多堵點(diǎn)和難點(diǎn)。

　　對(duì)此，張清純指出，當(dāng)前碳化硅器件微型化面臨的挑戰(zhàn)主要涉及制造工藝、熱管理、魯棒性、封裝技術(shù)等方面。

　　劉勝指出，碳化硅器件正推動(dòng)電力電子系統(tǒng)向更高效率和更高功率密度的方向發(fā)展，在這一進(jìn)程中，封裝技術(shù)至關(guān)重要，要實(shí)現(xiàn)封裝技術(shù)的突破，需將基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究緊密結(jié)合，共同解決一系列關(guān)鍵的科學(xué)和工程問題，這需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，從材料到裝備，從芯片到模組再到應(yīng)用的協(xié)同合作。同時(shí)也需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共同努力。

　　“除了封裝技術(shù)，目前，碳化硅制造碰到幾大難點(diǎn)，一方面是材料本身的缺陷率相對(duì)較高，制造環(huán)境的溫度要求更高，同時(shí)在各種其他的細(xì)節(jié)方面，包括淬火工藝，鈍化的處理，都跟硅基材料有很多不一樣的要求，所以碳化硅制造遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有做到像硅基半導(dǎo)體那樣，能夠做的良率那么高。”曹志平表示。

　　在中車科學(xué)家、功率半導(dǎo)體與集成技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、西南交通大學(xué)中車時(shí)代微電子學(xué)院副院長劉國友看來，在碳化硅器件工藝制造里面，人們很少關(guān)注缺陷的控制，實(shí)際上缺陷控制在功率半導(dǎo)體里面良率的提升和穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。

　　“碳化硅材料缺陷本身比較高，只能依托材料端去解決，但在制造過程中，對(duì)缺陷的關(guān)注，以及缺陷對(duì)整個(gè)良率的影響，需要下很大的功夫，用更多的時(shí)間。碳化硅的高溫材料體系、焊接技術(shù)，以及絕緣等等技術(shù)也需要去解決?！眲颜f。

　　晶能微電子CEO潘運(yùn)斌認(rèn)為，堵點(diǎn)無非是兩個(gè)問題，品質(zhì)和成本。

　　“因?yàn)楝F(xiàn)在國產(chǎn)芯片跟進(jìn)口器件相比，質(zhì)量還存在一定差距，價(jià)格還可能比進(jìn)口的貴，并不是說它賣的價(jià)格貴，賣的價(jià)格是虧著賣，成本控制的比進(jìn)口要貴，但必須要用，只有在使用過程中才能不斷優(yōu)化產(chǎn)品，所以經(jīng)歷過磨礪，才會(huì)打磨出高品質(zhì)的產(chǎn)品?！迸诉\(yùn)斌說。

　　“吉利從上個(gè)月開始，已經(jīng)在大批量導(dǎo)入國產(chǎn)碳化硅芯片，這個(gè)月也在陸續(xù)地增量，對(duì)國產(chǎn)器件廠商來說已經(jīng)能夠看到曙光?！迸诉\(yùn)斌透露。

　　泰科天潤董事長陳彤表示，碳化硅的隱性成本比較高，這種隱性成本意味著碳化硅在很長一段時(shí)間里面不成熟，這也是目前存在的痛點(diǎn)?！暗怀墒炀透枰_發(fā)、需要試錯(cuò)，需要解決問題。”陳彤說。

　　“對(duì)于隱性成本，大家要有超級(jí)的信心，把成本打下去，讓客戶放心的用。這種隱性的成本更加需要關(guān)注。而把器件做穩(wěn)定，解決下游客戶的隱性成本，是最大的挑戰(zhàn)。”陳彤說。

　　芯聯(lián)動(dòng)力董事長袁鋒表示，中國汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)化還有很長的路要走，所有的國際企業(yè)都把中國作為重要的拓展市場，中國需要有一家作為紐帶的碳化硅企業(yè)，把中國的車企、零部件企業(yè)和下游應(yīng)用企業(yè)連接在一起，通過這個(gè)紐帶進(jìn)行更深的合作，用技術(shù)創(chuàng)新和集成化去降本增效，真正的在新能源車領(lǐng)域里做出全球競爭力。

　　“汽車市場非常大，現(xiàn)在還不是國產(chǎn)替代最主要的導(dǎo)入時(shí)候，再過一兩年，我們的技術(shù)水平、產(chǎn)能，就可以完全用在新能源車主驅(qū)了。同時(shí)，隨著價(jià)格不斷下降，質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)大，主驅(qū)芯片國產(chǎn)替代已經(jīng)起步，但量還沒有起來。我認(rèn)為，碳化硅這個(gè)行業(yè)是中國比較擅長的賽道，有可能主導(dǎo)國際的供應(yīng)鏈和市場，在這種情況下，國際企業(yè)和國內(nèi)企業(yè)需要強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合才能有更好的發(fā)展?！睆埱寮冋f。

　　“因?yàn)榭臻g和電池互動(dòng)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)，一定會(huì)帶來碳化硅的逐漸替代，我認(rèn)為這個(gè)替換的窗口期是今年陸陸續(xù)續(xù)開始有項(xiàng)目，然后到明年，后年就會(huì)起飛?！闭靶倦娮邮紫癄I銷官吳迅表示。

　　破卷出新 多方協(xié)同助力行業(yè)形成良性生態(tài)

　　去年以來，碳化硅行業(yè)火熱，國內(nèi)內(nèi)卷嚴(yán)重，特別是襯底下游之后的器件等環(huán)節(jié)。

　　“我認(rèn)為‘卷’是一件非常好的事情，說明這個(gè)產(chǎn)業(yè)真正產(chǎn)業(yè)化了，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)，碳化硅產(chǎn)業(yè)卷不是同行之間的卷，而是使得碳化硅成本和硅基IGBT持平，如果有一天整個(gè)碳化硅產(chǎn)業(yè)去卷硅基市場，那么整個(gè)碳化硅市場容量和體量是非常可觀和可期待的?！北狈饺A創(chuàng)化合物半導(dǎo)體事業(yè)部總經(jīng)理李仕群說。

　　“破卷出新，‘卷’是一個(gè)利好，我更在意的是新字，我覺得所謂的新就是創(chuàng)新，碳化硅領(lǐng)域跟硅基未來的重疊度越來越高，接下來，華創(chuàng)會(huì)在碳化硅特色工藝的制程上卷出新高度?！崩钍巳罕硎?。

　　在張清純看來，企業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新，這包括技術(shù)創(chuàng)新、體系創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的創(chuàng)新，這個(gè)創(chuàng)新體現(xiàn)在上下游企業(yè)之間如何協(xié)同上。

　　陳彤指出，碳化硅最大的問題是用一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈在取代另外一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，就是襯底、外延、器件、封裝、應(yīng)用一整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈在取代硅當(dāng)年的一條產(chǎn)業(yè)鏈，這是一個(gè)生態(tài)的發(fā)展。所以要擁抱新的企業(yè)和新的技術(shù)，創(chuàng)新協(xié)同，才能是行業(yè)更具韌性。

　　“公司對(duì)設(shè)備的合作伙伴是非常協(xié)同的，我們做了很多支持設(shè)備國產(chǎn)化的工作，像量測設(shè)備，像外延設(shè)備等等，還做了很多試錯(cuò)的事情。接下來對(duì)下游的企業(yè)，包括終端的車廠、模組或國產(chǎn)芯片也有試錯(cuò)的機(jī)會(huì)，同時(shí)，器件廠、制造廠，也會(huì)給材料廠試錯(cuò)的機(jī)會(huì)。因?yàn)橹灰蟹答?，國?nèi)行業(yè)發(fā)展就會(huì)有非常大的優(yōu)勢?！敝须娀衔锇雽?dǎo)體有限公司總經(jīng)理潘堯波表示。

　　“從今年1月份到現(xiàn)在，越來越多的從業(yè)者都知道碳化硅6英寸轉(zhuǎn)8英寸是未來三年整個(gè)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈最大的一件事情?！毕？瓢雽?dǎo)體董事長夏玉山表示。

　　據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，未來6英寸產(chǎn)品每年降幅可達(dá)在5%～8%之間，8英寸產(chǎn)品降幅則更大，能夠達(dá)到10%。如果8英寸擴(kuò)展順利，未來碳化硅價(jià)格會(huì)持續(xù)走低，彼時(shí)切入碳化硅將會(huì)成為企業(yè)優(yōu)選，但若8英寸擴(kuò)產(chǎn)不順利，僅僅依賴6英寸，價(jià)格可能會(huì)維持或上漲?？梢灶A(yù)見，未來8英寸將會(huì)迎來一場大戰(zhàn)，2024年碳化硅市場只會(huì)更卷。

　　“無論是6英寸還是8英寸，選擇適合企業(yè)發(fā)展才是好策略。”夏玉山表示。

　　面對(duì)更“卷”的市場，除了創(chuàng)新協(xié)同，降本增效也是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，潘運(yùn)濱認(rèn)為，降本不只是拼價(jià)格，也要講究方法，本質(zhì)上真正的降低成本還需要設(shè)計(jì)降本和技術(shù)降本。

　　此外，要想沖出內(nèi)卷，其中一個(gè)辦法就是“出?！?。

　　潘堯波認(rèn)為，“出?！睍r(shí)面對(duì)國外頭部企業(yè)的競爭，核心還是自己的產(chǎn)品過硬。他舉例說：“我們在2022年的時(shí)候就開始給國外送樣，經(jīng)過幾個(gè)月的測試，我們的性能反而比國外的頭部企業(yè)還好，多批次良率平均下來比競爭對(duì)手高了13個(gè)點(diǎn)，這是一個(gè)很高的數(shù)字，后面國外的客戶就選擇我們?yōu)橹饕墓?yīng)商，一直持續(xù)到現(xiàn)在。”

　　李仕群也表示，從國內(nèi)的設(shè)備廠商來看，出海是必然，中國市場集成電路的天花板已經(jīng)看到，中國半導(dǎo)體不管是裝備還是企業(yè)都一定會(huì)出海。

　　“我理解的出海有兩個(gè)方式，一方面是要敢出海，要用我們國產(chǎn)化的材料、國產(chǎn)化的裝備、國產(chǎn)化的企業(yè)去做合格的國產(chǎn)化芯片，這樣對(duì)國外技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品依賴度越來越小，國產(chǎn)的產(chǎn)品才能越來越行，才能把一些國內(nèi)依賴的國外巨頭的市場份額趕出去。還有一種出海方式是，隨著中國產(chǎn)業(yè)鏈做大做強(qiáng)之后，真正靠自己的產(chǎn)品走出去，中國有足夠的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、產(chǎn)品環(huán)境，把我國好的產(chǎn)品、好的解決方案推向海外，這是必然之路。”李仕群說。

　　張清純表示，企業(yè)發(fā)展到一定階段，不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些分化和洗牌，在這個(gè)階段，行業(yè)需要進(jìn)行整合。

　　“比如說兼并整合，如果是健康的企業(yè)生態(tài)，也要鼓勵(lì)企業(yè)之間的兼并整合，最終形成行業(yè)龍頭，健康的發(fā)展。此外，要走向國際化，把我國的產(chǎn)能、技術(shù)出海。碳化硅要出海的話，我們希望形成一個(gè)國家與國家之間雙贏的局面，拋棄只有我贏你輸?shù)臉O端思維，這個(gè)不可持續(xù)，也不長久?！睆埱寮冎赋?。

　　面向未來，與會(huì)專家表示，隨著行業(yè)的發(fā)展，碳化硅企業(yè)將面臨更多的整合機(jī)會(huì)。通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同、兼并重組等方式，優(yōu)化資源配置，提高產(chǎn)業(yè)集中度。此外，產(chǎn)業(yè)升級(jí)也將是未來發(fā)展的必然趨勢。企業(yè)將加大研發(fā)投入，推動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，以滿足高端市場的需求。（曹雅麗）