日前，在南砂晶圓總經(jīng)理王垚浩在接受采訪時(shí)表示，公司正在積極擴(kuò)產(chǎn)濟(jì)南廠區(qū)，計(jì)劃將中晶芯源打造成為全國最大的8英寸碳化硅襯底生產(chǎn)基地，投資額15億元，于2025年實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)達(dá)產(chǎn)。

王垚浩表示：“6英寸時(shí)代，我們跟上了市場；8英寸時(shí)代，我們正領(lǐng)先全國，并達(dá)到世界先進(jìn)水平。今年，公司投資擴(kuò)產(chǎn)的重中之重將放在濟(jì)南項(xiàng)目上，進(jìn)而大幅提升8英寸碳化硅襯底產(chǎn)能，快速推進(jìn)產(chǎn)品升級迭代速度。”

國外行業(yè)龍頭企業(yè)的30多年，我們僅用5年就趕上了

眾所周知，因具備禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、臨界擊穿場強(qiáng)高、電子飽和漂移速率高等特點(diǎn)，碳化硅襯底可有效突破傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體器件及其材料的物理極限，開發(fā)出更加滿足高壓、高溫、高功率、高頻等要求的新一代半導(dǎo)體器件，目前已在5G通信、軌道交通、新能源汽車及充電樁、新能源、儲(chǔ)能、大數(shù)據(jù)中心、工控等領(lǐng)域展開廣泛應(yīng)用場景。

“碳化硅功率器件在新能源汽車中的滲透率正在快速提升，目前主要應(yīng)用于主驅(qū)逆變器、車載充電單元（OBC）、DC/DC車載電源轉(zhuǎn)換器和大功率DC/DC充電器等領(lǐng)域，可在大功率、大電流等條件下有效降低損耗、提高效率并縮小器件尺寸與重量，進(jìn)而顯著提升消費(fèi)者對新能源汽車最為關(guān)注的續(xù)航能力與充電效率，并降低整車成本。”王垚浩介紹道，例如主驅(qū)逆變器搭載碳化硅基MOSFET之后，基于系統(tǒng)效率的整體提升，可節(jié)電5%至10%，僅此一項(xiàng)成本節(jié)省空間便超過5000元。“正因于此，截至今年年初，配備碳化硅功率器件的新能源車型相較去年同期，已增長了數(shù)倍。”

然而，一邊是爆發(fā)式攀升的市場需求及百億級空間，一邊卻是碳化硅襯底制備領(lǐng)域高企的技術(shù)與工藝壁壘——既硬且脆的材料特性，考驗(yàn)重重的切割、研磨、拋光等加工環(huán)節(jié)，因尺寸變大呈幾何倍數(shù)增加的生長、工藝難度，需重點(diǎn)解決的應(yīng)力開裂、翹曲度過大等問題……

“這一產(chǎn)業(yè)在國外已經(jīng)發(fā)展了30多年，美、歐、日等加速搶占全球第三代半導(dǎo)體市場，已形成三足鼎立之勢。隨著全球貿(mào)易摩擦持續(xù)，半導(dǎo)體作為信息產(chǎn)業(yè)的基石，一直是‘兵家必爭’的焦點(diǎn)。”在王垚浩看來，用最短的時(shí)間突破技術(shù)關(guān)鍵“瓶頸”，解決“卡脖子”問題，追趕上世界碳化硅襯底制備技術(shù)水平，正是我國第三代半導(dǎo)體從業(yè)者的責(zé)任與使命、挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

2018年，秉持“聚沙成晶、科技報(bào)國”的愿景，依托山東大學(xué)晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐現(xiàn)剛教授團(tuán)隊(duì)的技術(shù)成果，南砂晶圓于廣州市南沙區(qū)注冊成立。

“在技術(shù)團(tuán)隊(duì)逾10年的研發(fā)積累下，我們很快突破了碳化硅單晶生長及襯底制備技術(shù)，為其國產(chǎn)商業(yè)化奠定了良好基礎(chǔ)。但這一行業(yè)除頗高的技術(shù)門檻外，還具備資金投入大、資本密集的特性，僅一臺(tái)加工或檢測設(shè)備便高達(dá)千萬元。只有加強(qiáng)資本運(yùn)作，切實(shí)推進(jìn)‘四鏈融合’，才有望實(shí)現(xiàn)橫向、縱向擴(kuò)展，進(jìn)一步夯實(shí)并提高市場份額。”王垚浩對記者表示。

2021年，南砂晶圓技術(shù)成果加速迭代，長晶與生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)良率持續(xù)提升，正式啟動(dòng)導(dǎo)電型襯底研發(fā)，2022年領(lǐng)先行業(yè)研發(fā)出8英寸襯底并完成主要下游客戶驗(yàn)證，2023年導(dǎo)電型襯底對部分客戶進(jìn)入批量供貨階段……

“從6英寸到8英寸，襯底面積擴(kuò)大了近1.8倍，但難度系數(shù)是呈幾何倍數(shù)提升的。這個(gè)過程中，公司投資方魯信創(chuàng)投給予了我們極大的支持與信任，確保公司能夠心無旁騖地在提升長晶良率、綜合良率方面持續(xù)加大研發(fā)力度，著力提高加工工藝水平，并搭建起國內(nèi)第一條完整的全自動(dòng)激光切割流程設(shè)備線，實(shí)現(xiàn)了從零到一的突破。”王垚浩表示。

正是得益于對第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的深刻理解，以及在前瞻性技術(shù)研發(fā)布局上的不遺余力，南砂晶圓從4英寸起步、6英寸追趕到如今的8英寸領(lǐng)先，蹄疾而步穩(wěn)，勇毅而篤行。

“公司通過多措并舉，各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)力，目前南砂晶圓的8英寸襯底產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)已經(jīng)位列國內(nèi)第一梯隊(duì)，并達(dá)到世界先進(jìn)水平。在這一領(lǐng)域，國外行業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)展了30多年，我們僅用5年就趕上了。當(dāng)下國外已經(jīng)‘卡’不住我們了，差距只是在產(chǎn)能上。”王垚浩欣慰且驕傲地說道。

而如何在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能攀升，滿足持續(xù)旺盛的市場需求，打破“一片難求”的供給現(xiàn)狀，確保高質(zhì)穩(wěn)定的供應(yīng)能力，進(jìn)而為推動(dòng)我國新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、培育壯大現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系提供有力支撐，成為南砂晶圓第二個(gè)“五年規(guī)劃”中的重中之重。

在王垚浩看來，隨著技術(shù)工藝的日益成熟、制備難度及成本的逐步下降以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同完善，碳化硅襯底價(jià)格下降趨勢已然明朗，且較為可觀。“對于行業(yè)發(fā)展而言是好事，必將進(jìn)一步拓展應(yīng)用場景?？梢灶A(yù)見，未來只要涉及電力電子器件領(lǐng)域，在居民生活、工業(yè)生產(chǎn)的方方面面都會(huì)出現(xiàn)碳化硅的身影，空調(diào)、電冰箱……將更加節(jié)能省電、長久耐用。而這也對當(dāng)下本就供不應(yīng)求的襯底產(chǎn)能，提出了更高要求。”

基于此預(yù)期，在成立5周年之際，南砂晶圓對下一個(gè)5年的任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整明確。

“創(chuàng)業(yè)的前5年，我們的重點(diǎn)任務(wù)是通過持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，搭建起自主、核心技術(shù)體系。如今進(jìn)入第二個(gè)5年，公司將著力在規(guī)?；a(chǎn)上下功夫，迅速提升產(chǎn)能，確保穩(wěn)定供應(yīng)，力爭在未來5年內(nèi)邁入這一行業(yè)的世界前列”。

王垚浩表示“8英寸襯底具備更大的芯片利用面積及成本優(yōu)勢，我們計(jì)劃在濟(jì)南項(xiàng)目全部建設(shè)8英寸襯底產(chǎn)能，逐步將其打造為公司主力產(chǎn)品，進(jìn)而在以6英寸襯底為主的市場供給結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)異軍突起、彎道超車。”

項(xiàng)目進(jìn)度：

1月30日，據(jù)招標(biāo)網(wǎng)站消息，南砂晶圓100%控股子公司中晶芯源的8英寸碳化硅單晶和襯底產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目正式備案。

根據(jù)山東新聞聯(lián)播報(bào)道內(nèi)容，該項(xiàng)目于2023年6月12日落地山東濟(jì)南。南砂晶圓濟(jì)南擴(kuò)產(chǎn)基地負(fù)責(zé)人李樹強(qiáng)表示：“技術(shù)團(tuán)隊(duì)主要核心力量為山東大學(xué)，計(jì)劃在2025年滿產(chǎn)達(dá)產(chǎn)，屆時(shí)預(yù)計(jì)產(chǎn)值達(dá)到50億元以上。”

來源：半導(dǎo)體信息