“從進口替代角度來講，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》時表示，這也給國內(nèi)第三代半導體廠家提供了一個巨大的未來增量的空間。李虹認為，國內(nèi)第三代半導體整個產(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，進一步提升器件良率，降低綜合成本。

“可以預期未來一兩年碳化硅功率器件市場將有質(zhì)的變化。”李虹認為，碳化硅市場目前正處于成長期，未來國內(nèi)行業(yè)每年會以雙位數(shù)的增長率朝前推進。

“中國碳化硅以及至氮化鎵的項目很多，但是真正能做好并最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的，可能不會太多。”李虹表示，希望政策層面能夠積極地鼓勵第三代半導體加快發(fā)展，同時加大扶持和鼓勵頭部企業(yè)，讓頭部企業(yè)強強聯(lián)手，把中國第三代半導體真正地高質(zhì)量地做起來。 

大部分高端器件依賴進口 國內(nèi)廠家增量空間巨大

第三代半導體材料是指以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導體材料，產(chǎn)業(yè)鏈主要劃分為襯底、外延、晶圓、封測四大部分。

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體產(chǎn)業(yè)?；谧陨砉杌骷O計、制造和銷售優(yōu)勢，在國內(nèi)建設了第一條6吋碳化硅半導體生產(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能比肩國際先進水平，在消費、工業(yè)和汽車領(lǐng)域的較多標桿客戶批量出貨。

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)實現(xiàn)量產(chǎn)，各方面性能直接對標國際品牌；E-MODE產(chǎn)品正處于工程樣品階段，已經(jīng)有頭部企業(yè)合作項目，預計2024年中能實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

“從整個產(chǎn)業(yè)鏈來說，目前國內(nèi)廠家在襯底、外延和封測部分進步快，但在晶圓制造方面，對標國際先進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體制造設備，尤其是關(guān)鍵的外延爐、注入機、高溫退火和刻蝕設備等。

“從進口替代角度來講，今天國內(nèi)碳化硅器件，特別是高端器件，大部分還是海外進口，這個我們必須承認。”李虹表示，但這也是給我們從事第三代半導體的廠家，不管是材料、設備、器件，提供了一個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)接近國際先進水平，未來基于規(guī)模化、良率提升等成本進一步下降，將非常具有競爭力。SiC功率器件和模塊目前在除了主驅(qū)外的應用場景，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。

“但是最核心同時也是用量最大的汽車主驅(qū)應用方面，中國內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)的不多。“李虹認為，在一定時間內(nèi)，國內(nèi)廠家仍將圍繞車規(guī)級碳化硅功率器件和模塊開展研發(fā)和產(chǎn)品提升，是未來必爭的市場。

“我相信，國內(nèi)的廠家很快也會進入國內(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比 提升良率和把器件盡量做小

第三代半導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)，同時第三代半導體的材料的缺陷率也明顯高于硅基材料，對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，在設計端也是有很多難點要突破的，比如Trench MOS的自有專利結(jié)構(gòu)設計等。

“目前功率器件部分，全球市場超過90%的份額仍掌握在國際大廠手中，較為先進的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，且國際廠家市場應用比國內(nèi)起步更早，產(chǎn)業(yè)鏈更成熟。”李虹強調(diào)，對于我國產(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，李虹認為，三級氧化層的增長、缺陷密度、可靠性以及質(zhì)量，也均有提升空間。

“我們中國其實不管是做氮化鎵，還是做碳化硅，綜合成本高，相對的競爭力、性能跟硅基比，還是有很大的差距的。”李虹表示，整個產(chǎn)業(yè)鏈”要共同努力，從設備端到襯底到外延，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用市場，有著國家的大力支持和濃厚的創(chuàng)新氛圍，在第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈的各個領(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，滿足汽車電子嚴苛的應用要求；同時創(chuàng)新產(chǎn)品設計持續(xù)降低產(chǎn)品Rsp，提高性價比。

關(guān)于降低成本進而提高性價比，李虹表示要從兩個方面努力：“一方面進一步提升器件良率，另一方面把器件面積盡量做小。”

“我們相信，整個第三代半導體還是會朝前發(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

法國知名半導體咨詢機構(gòu)Yole預計，到2028年，整個碳化硅市場規(guī)模將達89億美元，氮化鎵市場規(guī)模將達47億美元（功率+射頻）。

李虹認為，從應用場景以及市場規(guī)模來看，碳化硅走在了氮化鎵的前面。目前而言， SIC產(chǎn)品的市場比GaN產(chǎn)品的市場要大，因為碳化硅起步較早，同時因為特斯拉的領(lǐng)先應用而快速上量，且應用場景相對集中，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)品很高的性價比，也在較多的領(lǐng)域開始應用，特別是D-mode器件，因其可靠性較高，已開始在一些應用場景上量，從市場應用和市場推廣的角度看，氮化鎵已處于“井噴”的前夜，2024年國內(nèi)的GaN器件市場很有可能突破10億。

李虹表示，碳化硅市場目前正處于成長期，近5年年復合增長率超過20%，主要基于一是碳化硅主要的應用市場如新能源汽車、充電樁、光伏、儲能等行業(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，在很多應用領(lǐng)域在逐步替代硅基產(chǎn)品的市場份額，比如空壓機、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計下一代新產(chǎn)品，可以預期未來一兩年碳化硅功率器件市場將有質(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保持快速增長，“我認為到2025年應該能達到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，廠家都會根據(jù)自己對應用的認知來定義自家的產(chǎn)品，通常不能夠直接替換，更多的是通過整體應用方案的方式來替換。李虹稱，隨著市場的規(guī)?；约翱蛻魧湴踩囊?，未來產(chǎn)品也會像傳統(tǒng)產(chǎn)品一樣，趨于標準化。例如，最先規(guī)模化應用的手機快充市場，因為具有了較大的規(guī)模，后來的廠家就會跟隨先進的廠家，逐步形成相互替代的標準化產(chǎn)品，最終提供附加值高的廠家能勝出。

李虹預計，未來國內(nèi)行業(yè)每年會以雙位數(shù)的增長率朝前推進。

巨大市場前景使得“老玩家”之外，每年都有很多“新玩家”進場。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，競爭態(tài)勢激烈。

不過，與此同時，“中國碳化硅的項目，乃至氮化鎵的項目，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，可能不會太多。”李虹稱，“其實建一個碳化硅的工廠也好，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。所以一個新成立的公司，其實是很難能夠長期持久地成功下去的。”

對于華潤微而言，李虹表示，公司對上游材料、自身的器件制造以及下游的市場應用端都有著長遠的規(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；在氮化鎵領(lǐng)域，通過和驅(qū)動芯片的廠家合作，實現(xiàn)合封產(chǎn)品，提高產(chǎn)品附加價值等。

“我們將持續(xù)保持在第三代半導體的資本投入，特別是產(chǎn)線能力的提升及產(chǎn)能規(guī)模的增長，適時啟動8吋第三代半導體產(chǎn)業(yè)基地建設，利用自身優(yōu)勢在汽車電子產(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，積極地鼓勵第三代半導體加快發(fā)展。“同時也希望扶持和鼓勵一些頭部企業(yè)，讓這些頭部企業(yè)強強聯(lián)手，一起把第三代半導體真正地高質(zhì)量地做好。” 

（來源：央廣網(wǎng)）