“從進(jìn)口替代角度來講，今天國內(nèi)碳化硅器件，特別是高端器件，大部分還是海外進(jìn)口。”華潤微執(zhí)行董事、總裁李虹日前做客《滬市匯·硬科硬客》時(shí)表示，這也給國內(nèi)第三代半導(dǎo)體廠家提供了一個(gè)巨大的未來增量的空間。李虹認(rèn)為，國內(nèi)第三代半導(dǎo)體整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游要開誠布公、通力合作，以倍于國際廠家的努力來縮短并趕超國際水平，進(jìn)一步提升器件良率，降低綜合成本。

“可以預(yù)期未來一兩年碳化硅功率器件市場(chǎng)將有質(zhì)的變化。”李虹認(rèn)為，碳化硅市場(chǎng)目前正處于成長期，未來國內(nèi)行業(yè)每年會(huì)以雙位數(shù)的增長率朝前推進(jìn)。“中國碳化硅以及至氮化鎵的項(xiàng)目很多，但是真正能做好并最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的，可能不會(huì)太多。”李虹表示，希望政策層面能夠積極地鼓勵(lì)第三代半導(dǎo)體加快發(fā)展，同時(shí)加大扶持和鼓勵(lì)頭部企業(yè)，讓頭部企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，把中國第三代半導(dǎo)體真正地高質(zhì)量地做起來。

大部分高端器件依賴進(jìn)口 國內(nèi)廠家增量空間巨大

第三代半導(dǎo)體材料是指以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，產(chǎn)業(yè)鏈主要?jiǎng)澐譃橐r底、外延、晶圓、封測(cè)四大部分。

據(jù)李虹介紹，華潤微電子作為專注于功率器件的IDM公司，在多年前就布局了第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?；谧陨砉杌骷O(shè)計(jì)、制造和銷售優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)建設(shè)了第一條6吋碳化硅半導(dǎo)體生產(chǎn)線，覆蓋從晶圓制造和成品封裝。目前6吋的SiC和GaN晶圓線均已穩(wěn)定量產(chǎn)，如碳化硅JBS、碳化硅MOS能比肩國際先進(jìn)水平，在消費(fèi)、工業(yè)和汽車領(lǐng)域的較多標(biāo)桿客戶批量出貨。

華潤微GaN功率產(chǎn)品也是屈指可數(shù)，是同時(shí)發(fā)展E-MODE和D-MODE技術(shù)路線的廠家之一。目前，D-MODE產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，各方面性能直接對(duì)標(biāo)國際品牌；E-MODE產(chǎn)品正處于工程樣品階段，已經(jīng)有頭部企業(yè)合作項(xiàng)目，預(yù)計(jì)2024年中能實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

“從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來說，目前國內(nèi)廠家在襯底、外延和封測(cè)部分進(jìn)步快，但在晶圓制造方面，對(duì)標(biāo)國際先進(jìn)水平仍存在明顯的差距。”李虹坦承，國產(chǎn)化率最低的還是半導(dǎo)體制造設(shè)備，尤其是關(guān)鍵的外延爐、注入機(jī)、高溫退火和刻蝕設(shè)備等。

“從進(jìn)口替代角度來講，今天國內(nèi)碳化硅器件，特別是高端器件，大部分還是海外進(jìn)口，這個(gè)我們必須承認(rèn)。”李虹表示，但這也是給我們從事第三代半導(dǎo)體的廠家，不管是材料、設(shè)備、器件，提供了一個(gè)巨大的未來增量的空間。

李虹稱，碳化硅襯底和外延的國內(nèi)頭部廠家從產(chǎn)量、質(zhì)量上已經(jīng)接近國際先進(jìn)水平，未來基于規(guī)模化、良率提升等成本進(jìn)一步下降，將非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。SiC功率器件和模塊目前在除了主驅(qū)外的應(yīng)用場(chǎng)景，國產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)在逐步替代，如OBC、充電樁、逆變器、工業(yè)電源等。

“但是最核心同時(shí)也是用量最大的汽車主驅(qū)應(yīng)用方面，中國內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的不多。“李虹認(rèn)為，在一定時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)廠家仍將圍繞車規(guī)級(jí)碳化硅功率器件和模塊開展研發(fā)和產(chǎn)品提升，是未來必爭(zhēng)的市場(chǎng)。

“我相信，國內(nèi)的廠家很快也會(huì)進(jìn)入國內(nèi)新能源汽車的主驅(qū)系統(tǒng)里面去。”李虹稱。

產(chǎn)業(yè)鏈要共同努力提高性價(jià)比 提升良率和把器件盡量做小

第三代半導(dǎo)體由于不同于硅基材料的物理特性，使得制造難度大幅提升，比如晶型控制、單晶生長速率、柵氧生長、注入/刻蝕工藝難度等都是很大的挑戰(zhàn)，同時(shí)第三代半導(dǎo)體的材料的缺陷率也明顯高于硅基材料，對(duì)于制造過程中的缺陷控制也是業(yè)內(nèi)在努力提升的重要方向。另外在封裝階段，圍繞碳化硅特性的新封裝材料和封裝工藝仍在摸索和攻關(guān)。除了制造端的難點(diǎn)，在設(shè)計(jì)端也是有很多難點(diǎn)要突破的，比如Trench MOS的自有專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。

“目前功率器件部分，全球市場(chǎng)超過90%的份額仍掌握在國際大廠手中，較為先進(jìn)的SiC Trench MOS工藝專利甚至包括一些平面的專利基本也都在國際大廠手中，且國際廠家市場(chǎng)應(yīng)用比國內(nèi)起步更早，產(chǎn)業(yè)鏈更成熟。”李虹強(qiáng)調(diào)，對(duì)于我國產(chǎn)業(yè)鏈來說，還有很多的問題需要去突破。

從技術(shù)角度來講，李虹指出，現(xiàn)在國內(nèi)很多外延廠或者材料廠的關(guān)鍵設(shè)備，在缺陷密度方面，還有很大的提升的空間。而從器件角度看，李虹認(rèn)為，三級(jí)氧化層的增長、缺陷密度、可靠性以及質(zhì)量，也均有提升空間。

“我們中國其實(shí)不管是做氮化鎵，還是做碳化硅，綜合成本高，相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)力、性能跟硅基比，還是有很大的差距的。”李虹表示，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈”要共同努力，從設(shè)備端到襯底到外延，到器件到封裝，共同努力，才有可能把綜合成本降下來”。

“中國有著全球最大的應(yīng)用市場(chǎng)，有著國家的大力支持和濃厚的創(chuàng)新氛圍，在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)領(lǐng)域里通過專業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)專注研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)鏈上下游開誠布公、通力合作，以倍于國際廠家的努力來縮短并趕超國際水平。”李虹建議，SiC重點(diǎn)考慮如何降低缺陷率、提升整體良率和產(chǎn)品可靠性，滿足汽車電子嚴(yán)苛的應(yīng)用要求；同時(shí)創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)持續(xù)降低產(chǎn)品Rsp，提高性價(jià)比。

關(guān)于降低成本進(jìn)而提高性價(jià)比，李虹表示要從兩個(gè)方面努力：“一方面進(jìn)一步提升器件良率，另一方面把器件面積盡量做小。”“我們相信，整個(gè)第三代半導(dǎo)體還是會(huì)朝前發(fā)展。硅基的發(fā)展路徑，已經(jīng)證明我們能夠克服各種技術(shù)挑戰(zhàn)。”李虹表示。

行業(yè)年增長率將為雙位數(shù) 華潤微必將成為頭部玩家之一

法國知名半導(dǎo)體咨詢機(jī)構(gòu)Yole預(yù)計(jì)，到2028年，整個(gè)碳化硅市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)89億美元，氮化鎵市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)47億美元（功率+射頻）。

李虹認(rèn)為，從應(yīng)用場(chǎng)景以及市場(chǎng)規(guī)模來看，碳化硅走在了氮化鎵的前面。目前而言， SIC產(chǎn)品的市場(chǎng)比GaN產(chǎn)品的市場(chǎng)要大，因?yàn)樘蓟杵鸩捷^早，同時(shí)因?yàn)樘厮估念I(lǐng)先應(yīng)用而快速上量，且應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)集中，成熟度較高，這也是更多的廠家發(fā)展SIC產(chǎn)品的原因。

而氮化鎵起步較碳化硅晚一些，但因其產(chǎn)品很高的性價(jià)比，也在較多的領(lǐng)域開始應(yīng)用，特別是D-mode器件，因其可靠性較高，已開始在一些應(yīng)用場(chǎng)景上量，從市場(chǎng)應(yīng)用和市場(chǎng)推廣的角度看，氮化鎵已處于“井噴”的前夜，2024年國內(nèi)的GaN器件市場(chǎng)很有可能突破10億。

李虹表示，碳化硅市場(chǎng)目前正處于成長期，近5年年復(fù)合增長率超過20%，主要基于一是碳化硅主要的應(yīng)用市場(chǎng)如新能源汽車、充電樁、光伏、儲(chǔ)能等行業(yè)正處于快速發(fā)展期，二是碳化硅功率器件由于其高壓高溫高頻特性，在很多應(yīng)用領(lǐng)域在逐步替代硅基產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，比如空壓機(jī)、UPS、射頻電源等等。

“越來越多有一定技術(shù)能力的公司正在圍繞碳化硅功率器件特性設(shè)計(jì)下一代新產(chǎn)品，可以預(yù)期未來一兩年碳化硅功率器件市場(chǎng)將有質(zhì)的變化。”李虹表示，尤其是未來三年碳化硅車型的滲透率會(huì)保持快速增長，“我認(rèn)為到2025年應(yīng)該能達(dá)到40%以上的滲透率”。

而GaN產(chǎn)品屬于新興的產(chǎn)品，目前市場(chǎng)上各家產(chǎn)品的定義還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)格，廠家都會(huì)根據(jù)自己對(duì)應(yīng)用的認(rèn)知來定義自家的產(chǎn)品，通常不能夠直接替換，更多的是通過整體應(yīng)用方案的方式來替換。李虹稱，隨著市場(chǎng)的規(guī)?；?，以及客戶對(duì)供應(yīng)鏈安全的要求，未來產(chǎn)品也會(huì)像傳統(tǒng)產(chǎn)品一樣，趨于標(biāo)準(zhǔn)化。例如，最先規(guī)?；瘧?yīng)用的手機(jī)快充市場(chǎng)，因?yàn)榫哂辛溯^大的規(guī)模，后來的廠家就會(huì)跟隨先進(jìn)的廠家，逐步形成相互替代的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，最終提供附加值高的廠家能勝出。

李虹預(yù)計(jì)，未來國內(nèi)行業(yè)每年會(huì)以雙位數(shù)的增長率朝前推進(jìn)。巨大市場(chǎng)前景使得“老玩家”之外，每年都有很多“新玩家”進(jìn)場(chǎng)。數(shù)據(jù)顯示，近三年新成立的碳化硅相關(guān)的公司有514家，氮化鎵相關(guān)的公司有32家，競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)激烈。

不過，與此同時(shí)，“中國碳化硅的項(xiàng)目，乃至氮化鎵的項(xiàng)目，真的是太多了，里面大大小小的都有。但是能夠最終產(chǎn)業(yè)化成功的，可能不會(huì)太多。”李虹稱，“其實(shí)建一個(gè)碳化硅的工廠也好，氮化鎵的工廠也好，一方面是要有大投資，另外一方面，有很多技術(shù)難題在里面。所以一個(gè)新成立的公司，其實(shí)是很難能夠長期持久地成功下去的。”

對(duì)于華潤微而言，李虹表示，公司對(duì)上游材料、自身的器件制造以及下游的市場(chǎng)應(yīng)用端都有著長遠(yuǎn)的規(guī)劃和布局，比如通過投資入股、收購兼并、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式來完善和強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈。在碳化硅領(lǐng)域，投資入股上游材料廠家保證供應(yīng)；在氮化鎵領(lǐng)域，通過和驅(qū)動(dòng)芯片的廠家合作，實(shí)現(xiàn)合封產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加價(jià)值等。

“我們將持續(xù)保持在第三代半導(dǎo)體的資本投入，特別是產(chǎn)線能力的提升及產(chǎn)能規(guī)模的增長，適時(shí)啟動(dòng)8吋第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，利用自身優(yōu)勢(shì)在汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮好關(guān)鍵作用。”李虹稱。

李虹表示，希望政策層面能夠大力地鼓勵(lì)國內(nèi)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，特別是利用現(xiàn)在中國巨大的市場(chǎng)，積極地鼓勵(lì)第三代半導(dǎo)體加快發(fā)展。“同時(shí)也希望扶持和鼓勵(lì)一些頭部企業(yè)，讓這些頭部企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，一起把第三代半導(dǎo)體真正地高質(zhì)量地做好。”

（來源：央廣網(wǎng)）