本土供需缺口縮小并開(kāi)始走出國門(mén)
第三代半導體行業(yè)發(fā)展潛力巨大，原因來(lái)自其高效而節能的特性。以碳化硅、氮化鎵為代表的寬禁帶半導體材料是半導體產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。
法國知名半導體咨詢(xún)機構Yole數據顯示，2022年碳化硅器件市場(chǎng)規模為17.94億美元，氮化鎵器件市場(chǎng)規模為14.8億美元，其中射頻器件13億美元、功率器件1.8億美元?！八趪H上，統稱(chēng)為寬禁帶功率半導體，在我們國家，俗稱(chēng)第三代半導體?！睋谄G民介紹，與傳統半導體材料相比，第三代半導體具有高寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)、高導熱率、高電子遷移率等特性，采用寬禁帶半導體材料制備的半導體器件，不僅能在更高的溫度下穩定運行，適用于高電壓、高頻率場(chǎng)景?！霸谟行脠?chǎng)景，可以降低功耗超過(guò)50%。所以現在大家公認在應用端，碳化硅器件有明顯節能效果，是綠色器件，對系統裝置而言能降低體積，減少成本?！弊谄G民表示。
“十四五”規劃將“碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體發(fā)展”明確列入科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)項目。近年來(lái)，國內第三代半導體整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都處在快速發(fā)展的進(jìn)程中。一個(gè)表現是，以襯底和外延為主的材料端，不僅能夠滿(mǎn)足國內需求，完成了碳化硅襯底的全部進(jìn)口替代，還實(shí)現了向海外的輸出?！疤煸老冗M(jìn)的襯底材料，不僅解決了國內的進(jìn)口替代，而且還向國外輸出?！睋谄G民介紹，全球前十大功率半導體企業(yè)超過(guò)50%都是天岳先進(jìn)的客戶(hù)，并且簽訂了合作長(cháng)單，同時(shí)也部分成為天岳先進(jìn)的主供貨商?！耙虼?，在碳化硅襯底材料方面，天岳先進(jìn)為我國第三代半導體的發(fā)展奠定了基石，開(kāi)好了路，同國內產(chǎn)業(yè)同行一起走向全球的前列?！弊谄G民表示。
碳化硅器件應用仍處起步驗證階段
事實(shí)上，早在上世紀90年代，碳化硅單晶襯底卓越的半導體性能就被科學(xué)家發(fā)現。為何直到今天，碳化硅器件才走向大規模應用？
天岳先進(jìn)成立于2010年，是國內較早從事碳化硅半導體材料的公司。經(jīng)歷過(guò)行業(yè)的發(fā)展變遷，宗艷民認為，首先碳化硅面臨著(zhù)制作工藝方面的技術(shù)難題，“材料制備非常難，多缺陷”。一個(gè)難題是，碳化硅單晶生長(cháng)工藝條件極度苛刻，生產(chǎn)工藝都采用PVT法（即氣氛熱化學(xué)蒸汽相沉積法），在高溫下存在多因多果導致材料缺陷眾多，實(shí)現規?；?、低缺陷、高品質(zhì)、低成本襯底供應成為制約碳化硅行業(yè)發(fā)展的瓶頸?！拔覀儗θ毕莸谋碚鞣椒ê涂刂剖侄芜M(jìn)行一些技術(shù)研究，可以規?；峁┑腿毕莞咂焚|(zhì)襯底，大幅地提高了生長(cháng)效率和良率，對下游品質(zhì)的提升和成本控制都有很好的幫助?！弊谄G民表示。
宗艷民進(jìn)一步指出，近幾年，包括天岳在內的碳化硅單晶襯底企業(yè)，攻克了一系列國際技術(shù)難題，全面掌握碳化硅單晶制備全流程關(guān)鍵技術(shù)，才實(shí)現了碳化硅襯底規?；a(chǎn)的自主可控，部分技術(shù)甚至已經(jīng)走在國際前列。宗艷民認為，整體來(lái)看，碳化硅器件應用仍處于起步階段?！疤蓟杵骷仨毜酶淖兿到y應用的裝置才能發(fā)揮優(yōu)勢，并非簡(jiǎn)單的替代。它在終端的應用需要經(jīng)過(guò)漫長(cháng)驗證，有些驗證甚至長(cháng)達兩年才能開(kāi)始大幅推廣?！弊谄G民指出，碳化硅器件應用目前還處于一個(gè)起步驗證的階段，下游器件端的量還都沒(méi)那么大，在電動(dòng)汽車(chē)，光伏、儲能、白色家電等領(lǐng)域都在加快應用。
而由于起步階段還未開(kāi)始放量，碳化硅器件應用一旦進(jìn)入規?；慨a(chǎn)，就會(huì )暴露出一系列關(guān)于品質(zhì)、供貨能力、交付能力的問(wèn)題?！暗谌雽w要求的可靠性非常高，天岳先進(jìn)近年來(lái)服務(wù)的國際大廠(chǎng)也對品質(zhì)極其看重，一旦規?；帕?，他們就會(huì )特別關(guān)注品質(zhì)的穩定持續和按期交付的能力?！弊谄G民提及。而成本控制也成為行業(yè)快速發(fā)展中繞不開(kāi)的一個(gè)話(huà)題。
現場(chǎng)有嘉賓提及，碳化硅真正的競爭對手是性?xún)r(jià)比非常優(yōu)秀的硅基IGBT產(chǎn)業(yè)。IGBT已經(jīng)從8英寸的主流開(kāi)始向12英寸切換，而現在6英寸的碳化硅單器件成本大約是IGBT的5~6倍。碳化硅的單器件成本需做到IGBT的2.5倍以下，才有可能進(jìn)入大規模商業(yè)化應用時(shí)代。對此宗艷民持樂(lè )觀(guān)態(tài)度，認為在天岳先進(jìn)的技術(shù)布局下，非常有信心降低成本，達到“2.5倍”的標準。
“天岳先進(jìn)在半絕緣襯底、車(chē)規級襯底應用已經(jīng)走在國際前列，并且在下一代8英寸產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化布局上獲得國際大廠(chǎng)的廣泛認證，具備8英寸產(chǎn)品量產(chǎn)的先發(fā)優(yōu)勢，也完全可以達到6英寸的質(zhì)量標準?！弊谄G民表示。
行業(yè)高速成長(cháng)或將實(shí)現超預期發(fā)展
業(yè)界普遍認為，第三代半導體未來(lái)還有很大的成長(cháng)空間。Yole數據預測，2028年碳化硅市場(chǎng)規模將達89.06億美元，氮化鎵市場(chǎng)規模將達47億美元。
宗艷民認為，到2028年，實(shí)際數據可能不會(huì )止步于此?！皬奈覀儾牧隙苏莆盏男畔?lái)看，實(shí)際數據表現很可能會(huì )超過(guò)Yole的預期。國內外包括博世、英飛凌等大廠(chǎng)的擴產(chǎn)速度和布局力度都非常大，整個(gè)產(chǎn)業(yè)都將進(jìn)入高速成長(cháng)期，未來(lái)碳化硅應用是一個(gè)巨大的藍海市場(chǎng)，這個(gè)沒(méi)什么爭議，只是看在會(huì )2024年還是2025年到來(lái)。我們還是要加大技術(shù)研發(fā)，迎接藍海市場(chǎng)到來(lái)?！弊谄G民表示。
天岳先進(jìn)更長(cháng)遠的一步，也將會(huì )繼續深耕材料端，致力于服務(wù)和支持下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。使用碳化硅技術(shù)的新能源車(chē)型已經(jīng)受到市場(chǎng)的高度關(guān)注。此外，第三代半導體在5G通信、光伏新能源發(fā)電、儲能、新能源汽車(chē)充電樁、城際高速鐵路和城市軌道交通、大數據中心的綠色電源等領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用，在電網(wǎng)及特高壓領(lǐng)域也有廣泛的應用前景。
宗艷民坦言：“天岳先進(jìn)能夠與華潤微、芯聯(lián)集成等龍頭芯片制造商一起，上下游加強協(xié)作，加快技術(shù)迭代，共同推動(dòng)和發(fā)展我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)，一起去推動(dòng)技術(shù)迭代。天岳先進(jìn)期望成為碳化硅襯底領(lǐng)域的‘臺積電’，把碳化硅襯底做成最優(yōu)，成本最低，這是我們的夢(mèng)想?！?strong>（央廣資本眼）
