半导体产业动态技术杂谈

半导体产业动态技术杂谈

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科创板IPO数突破800家

距离科创板开市三周年仅剩17天，就在过去一周，科创板迎来了一波密集的IPO受理高潮。上周三、周四两天，上交所科创板一共有39家企业IPO获受理。据悉，根据科创板规则，计划上市企业的招股书财务报表在最近一期截止日后6个月内有效。因此，拟上市企业和保荐机构会在6月集中冲刺IPO，使财务数据在IPO进程中的有效时间更久。相比于去年6月最后两天科创板获受理的21个IPO，今年6月29日、30日两天39家IPO受理的数量涨幅达85%。至此，科创板受理的IPO总数已超800家。在这39家新获受理的企业中，有9家半导体产业链相关企业，都是国产半导体产业中的重要玩家，包括中芯系旗下晶圆厂中芯集成、国产显示芯片龙头集创北方、中国大陆第二大IP供应商锐成芯微、少数具备自主知识产权的以太网物理层芯片供应商裕太微等。

 

 

 

 ▲2022年6月29日、30日科创板9家半导体产业链企业获受理情况

这9家半导体产业链公司募资总额达249亿元，其中计划募资金额最高的为中芯集成，计划募资125亿元；最少的是槟城电子，计划募资4.85亿元。此外，这39家公司中还包括9家生物医药及医疗器械企业、3家新能源企业、9家工业软件企业，以及电力控制、智能制造等企业。
01.中芯集成为MEMS晶圆代工龙锐成芯微为国内第二大IP供应商

这9家半导体产业链相关企业业务覆盖晶圆代工、半导体IP和芯片设计等环节，部分企业为国产半导体细分领域的关键玩家乃至行业龙头。中芯集成和锐成芯微主营业务分别为晶圆代工和半导体IP，前者为中芯系特色工艺晶圆代工厂；后者为中国大陆排名第二的IP供应商，也是中国主要的IP供应商之一。1、中芯集成：中芯控股为第二大股东，功率器件代工覆盖全电压中芯集成成立于2018年3月，总部位于浙江省绍兴市，主要从事MEMS（微机电系统）和功率器件等特色工艺的晶圆代工及模组封测业务。其第一和第二大股东分别为越城基金和中芯控股，分别持股22.7%和19.57%，无实控人和控股股东。

 

 

 

 ▲中芯集成股权结构

据悉，中芯集成是国内少数提供车规级芯片的晶圆代工企业之一，建立了从研发到大规模量产的全流程车规级质量管理体系，并与多家行业内头部客户建立了合作关系。在晶圆代工上，中芯集成拥有一家8英寸晶圆厂，截至2021年12月末其产能已达10万片/月。中芯集成为国内规模最大、技术最先进的MEMS晶圆代工厂，牵头承担了国家科技部十四五规划重点专项“MEMS传感器批量制造平台”项目。在IGBT和MOSFET等功率器件代工领域，中芯集成形成了从从低压12V到超高压4500V的全电压覆盖。在模组封测上，中芯集成产线按车规级质量管理体系标准搭建，可以向下兼容工业级及消费级产品。报告期内，中芯集成晶圆代工业务为主要收入来源，2021年和2019年该业务营收占比都超过92%，其中功率器件又是中芯集成晶圆代工业务的主要收入来源。

 

 

 

 ▲中芯集成营收及各业务占比情况

2、锐成芯微：国内第二大IP供应商，模拟及数模混合IP中国第一锐成芯微创办于2011年12月，总部位于四川成都市，主要产品包括模拟及数模混合IP、嵌入式存储IP、无线射频通信IP与有线连接接口IP等半导体IP授权服务业务和芯片定制服务。锐成芯微创始人、董事长向建军，合计控制锐成细微40.09%的股份，为公司控股股东及实控人。

 

 

 

 ▲锐成芯微股权结构

锐成芯微已拥有500多项物理IP，覆盖全球20多家晶圆厂，以及14nm-180nm等多个工艺节点。根据研究机构IPnest的报告，锐成芯微是中国大陆排名第二、全球排名第二十一的半导体IP供应商。其模拟及数模混合IP排名中国第一、全球第三，2021年全球市场占有率为6.6%；无线射频通信IP排名中国第一、全球第三，2021年全球市场占有率为4.5%。报告期内，锐成芯微的主要收入来源为芯片定制服务，2021年该业务营收占比超70%，不过其IP授权业务收入占比正逐渐提升。

 

 

 

 ▲锐成芯微营收及各业务占比情况

3、槟城电子：具备最全过压防护产品，客户包括华为、中兴槟城电子成立于1999年3月，其公司总部位于深圳市宝安区，主营业务为防雷、防浪涌、防静电等防护电路及防护元器件，是全球过压防护领域产品线最齐全的厂商之一。槟城电子控股股东、实控人为公司董事长蔡锦波，他合计控制公司48.25%的股份。

 

 

 

 

 

 

 ▲槟城电子股权结构

招股书称，槟城电子具备IDM（垂直整合制造）模式下全产业链经营能力，并在此基础上构建了三位一体垂直创新经营体系，其客户包括华为、中兴通讯、诺基亚、三星、松下、新华三、海康威视、大华股份、美的集团、格力电器、比亚迪、富士康等国内外企业。槟城电子主营业务可分为“TVS（瞬态电压抑制二极管）及TSS（半导体放电管）产品”、“GDT（陶瓷气体放电管）产品”、“ESD（静电保护二极管）产品”、“电磁兼容工程技术服务”及“其他”。其中，TVS及TSS产品和GDT产品是槟城电子的主要收入来源，2021年其营收占比分别为48.06%和28.83%。

 

 

 

 ▲槟城电子营收及各业务占比情况

国产显示芯片龙头获受理裕太微填补以太网芯片空白

在芯片设计环节，北京集创北方、珠海博雅科技、苏州裕太微、上海泰凌微和无锡中感微等公司科创板IPO均在6月29日、30日获受理。此外，6月30日IPO获受理的南京高华科技，其同样具备MEMS传感芯片和ASIC调理电路的自主设计能力。1、北京集创北方：国产显示芯片龙头，为LED显示驱动芯片全球第一集创北方成立于2008年9月，其总部位于北京市，主营业务为显示芯片，产品包括面板显示驱动芯片、电源管理芯片、LED显示驱动芯片、控制芯片等。根据市场咨询公司Omdia、Cinno Research和TrendForce的数据，2021年在智能手机LCD显示驱动芯片、智能手机LCD TDDI芯片领域，集创北方排名中国大陆市占率第一；在全球大尺寸LCD面板显示驱动芯片市场，其市占率为中国大陆第二；在显示面板电源管理芯片领域，集创北方为中国大陆第一；在LED显示驱动芯片领域，其市占率持续位列全球第一。从2019年到2021年，集创北方面板显示驱动芯片产品占比逐年上升，2021年其营收占比已超50%。

 

 

 

 ▲集创北方营收及各业务占比情况

集创北方控股股东、实际控制人为公司创始人、董事长、总经理张晋芳。张晋芳直接持有集创北方17.79%的股份，并通过永昌寰宇、永昌环宇和晋睿博远分别控制了6.57%、3.98%和0.56%的表决权，合计控制28.90%的股份。2、珠海博雅科技：实现50nm 1GB产品销售，积极布局MCU及NAND闪存芯片博雅科技成立于2014年12月，其主营业务为闪存芯片，报告期内主要产品为NOR Flash存储芯片。此外，博雅科技已成功自主研发国内首款并口50nm制程1G容量产品并实现销售。同时，其正积极布局MCU及其周边配套芯片，以及NAND Flash存储芯片。目前，博雅科技MCU芯片已完成FPGA验证，处于后端版图设计阶段，MCU配套前置无线芯片已完成流片；NAND Flash芯片已完成部分模块模拟电路设计并取得5项NAND Flash芯片集成电路布图设计专有权。博雅科技已经和瑞萨电子、炬芯科技、借力科技、易兆微等建立合作关系，且多款产品进入小米、涂鸦智能、科大讯飞、海康威视、四川长虹、汇川科技等企业的供应链。博雅科技控股股东及实控人为董事长、总经理DI LI，其合计控制博雅科技46.18%的股份。

 

 

 

 ▲珠海博雅股权结构

3、苏州裕太微：打破三大国际巨头垄断，正布局车规级产品裕太微成立于2017年1月，总部位于苏州市高新区，其主营业务为高速有线通信芯片，是中国大陆极少数拥有自主知识产权并实现大规模销售的以太网物理层芯片供应商。当前，全球具有规模化运营能力和研发实力的以太网物理层芯片供应商主要为美国博通、美国美满电子和中国台湾瑞昱。裕太微是中国大陆极少数实现千兆高端以太网物理层芯片大规模销售的企业，打破了国际巨头对这一市场的长期主导。裕太微客户包括普联、盛科通信、新华三、海康威视、汇川技术、诺瓦星云、烽火通信、大华股份等国内企业，产品可分为工规级、商规级和车规级三类。2021年，裕太微主要收入来源为千兆工规级产品，占比超51%；车规级产品则被裕太微视为重点研发方向。

 

 

 

 ▲裕太微收及各业务占比情况

裕太微控股股东、实际控制人为欧阳宇飞和史清两人，合计控制总股份的42.31%。华为哈勃为公司第一大机构股东，持股9.29%。

 

 

 

 ▲裕太微股权结构

4、上海泰凌微：低功耗蓝牙芯片市占率全球第三泰凌微成立于2010年6月，其总部位于上海自由贸易试验区，主营业务为无线物联网系统级芯片。2016年，泰凌微研发出国内第一款多模低功耗物联网无线连接系统级芯片TLSR8269，这是继德州仪器（TI）cc2650型号芯片之后全球第二款多模低功耗物联网无线连接芯片。泰凌微主要收入来源为Bluetooth LE芯片，2021年其营收占比达54.39%。

 

 

 

 ▲泰凌微营收及各业务占比情况

2019年7月，泰凌微获选为国际蓝牙技术联盟（SIG）董事会成员，与同为成员公司的苹果、爱立信、英特尔、微软、摩托罗拉移动、诺基亚和东芝一起负责蓝牙技术联盟的管理和运营决策；泰凌微副总经理、核心技术人员金海鹏博士被聘为SIG董事会联盟成员董事。根据市场咨询公司Omdia的数据，按出货量口径计算，2020年泰凌微低功耗蓝牙芯片市占率为12%，为全球第三，在该细分领域挤下了美国模拟芯片龙头德州仪器。根据北欧金融机构DNB Markets统计数据，2021年度泰凌微低功耗蓝牙终端产品认证数量攀升至全球第二，仅次于Nordic。泰凌微无控股股东，实际控制人为泰凌微董事长王维航，他合计拥有和控制公司股份比例为28.19%。

 

 

 

 ▲泰凌微营收及各业务占比情况

5、无锡中感微：替代高通打入哈曼国际，蓝牙自组网芯片产品全球市占率前三中感微成立于2009年7月，总部位于江苏省无锡市，主营业务为传感网SoC，主要产品包括蓝牙音频传感网SoC芯片、锂电池电源管理芯片、视频传感网芯片等。蓝牙音频传感网SoC芯片是中感微的主要产品，替代高通产品实现了对哈曼国际JBL高端蓝牙音箱Flip5、Pulse4、Boombox2、Xtreme3等全线产品的稳定持续供货及新品的同步研发，突破了高通、联发科等国际芯片设计巨头相应产品在高端蓝牙音箱应用上的垄断。

 

 

 

  ▲中感微营收及各业务占比情况

根据江苏省半导体行业协会认定，中感微面向高端移动蓝牙音箱的蓝牙自组网芯片产品在同类产品中国内市场占有率排名前二，全球市场占有率排名前三。中感微控股股东及实际控制人为董事长兼总经理杨晓东，他直接持有并通过珠海中感微实际控制的股份比例合计为36.91%。此外，中芯系投资公司上海聚源聚芯也对其有所投资。

 

 

 

 ▲中感微股权结构

6、南京高华科技：主营传感器，参与探月航天工程高华科技成立于2000年2月，其总部位于江苏省南京市，主营业务为高可靠性传感器及传感器网络系统，且具备MEMS传感芯片、ASIC调理电路的自主设计能力。高华科技目前研发生产各类压力、加速度、温湿度、位移等传感器，并通过软件算法将上述传感器集成为传感器网络系统。在航天领域，高华科技参与并圆满完成了载人航天工程、探月工程、北斗工程、空间站建设工程等重点工程配套任务；在航空领域，参与了多型新一代战机的配套；在兵器领域，高华科技参与了信息化装备的传感器配套任务；在轨道交通领域，参与了和谐号、复兴号等高铁动车的传感器国产化配套；在冶金领域，其产品应用于宝武集团、建龙集团等企业的冶炼设备健康监测系统。高华科技董事长兼总经理李维平、董事单磊和董事兼副总经理佘德群三人均为高华科技创始人，签有《一致行动协议》，合计控制公司58.23%的股份。

 

 

 

 ▲高华科技股权结构

武汉达梦或成数据库第一股索辰科技填补CAE空白

除了半导体产业链企业，6月29日、30日两天科创板IPO获受理的39家企业中，生物医药公司占比较高，达15%，有专注在肿瘤领域的创新药企业华昊中天、用合成生物技术替代化学制造的弈柯莱生物，以及专注在基因科技领域的联川生物等。

 

 

 

 ▲6月29日、30日科创板获受理IPO企业业务类型

39家获科创板受理的公司中，大数据/智慧城市企业有5家，主营业务涵盖生态环境管理、智能物流、视觉技术及实时分析等。其中，武汉达梦数据库有望成为A股“数据库第一股”。招股书称，达梦数据库已掌握数据管理与数据分析领域的核心前沿技术并拥有主要产品全部核心源代码的自主知识产权。目前，达梦数据库已完成与3000余个软硬件产品或信息系统的适配和兼容性互认工作。工业软件方面，索辰科技是一家打破安西斯、达索、西门子、MSC等欧美企业对CAE（工程设计中的计算机辅助工程）软件垄断的公司。CAE软件属于研发设计类工业软件，根据《中国工业软件产业白皮书（2020）》的研究数据，CAE软件是国外企业垄断程度最高的领域，国内市场前十大CAE软件供应商均为境外企业。索辰科技目前主要产品采用了气体动力学算法（GKS）、直接模拟蒙特卡洛方法（DSMC）、光滑粒子流（SPH）、再生核粒子算法等前沿算法，正加强对航空航天、国防装备、船舶海洋、核工业等国防军工领域的研究。

 

 

 

 ▲索辰科技流体仿真软件前处理模块构建的航空发动机粒子离散结构

此外，这39家公司中，还有主营业务为中高端数控机床的浙江陀曼智能、主营业务为清洁能源等领域电器控制设备的上海昱章电气等，都是国内相关产业链中的重要玩家。

科创板助力硬科技产业9大新受理玩家存国产细分龙头

在注册制改革下，科创板为中国硬科技企业提供了一个新的融资渠道和走向资本市场的舞台，不仅诞生出了很多重要的国产龙头，也推动了国产半导体、新能源等硬科技产业的发展。半导体作为5G、人工智能、自动驾驶等新兴技术的基石，更是备受产业上下游和投资者关注。如今，科创板已吸引了众多国产IPO，本次9家获受理的半导体产业链企业中有集创北方等关键玩家，其上市或将帮助这些细分赛道的国产龙头，强化其在全球产业链中的地位。

国产芯逆袭！特斯拉带飞，碳化硅

碳化硅的春天，终于来了！“双碳”战略开启了新能源转换黄金时代，也开启了功率半导体发展的黄金时代。这一趋势下，拥有优越性能的碳化硅，正成为功率器件的宠儿。用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，能极大提高能量转化效率，大概会降低75%以上的能量损耗。其经济效益毋庸置疑是巨大的。这个被特斯拉带飞的第三代半导体材料，正迎来爆发式增长。国家政策也在大力扶持：“十四五”规划和二〇三五远景目标纲要，明确指出“支持碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”。随着新能源汽车、人工智能、光伏风能发电、大数据、5G通信等一系列新应用领域的出现，以碳化硅为代表的第三代半导体正呈现蓬勃之势。相比硅和砷化镓等半导体材料，在碳化硅等第三代半导体领域，中国与国际巨头之间的整体技术差距相对更小，更有希望实现换道超车，降低国际供应链的风险。但与此同时，国内碳化硅产业链发展仍面临重重挑战，任重道远。当下国内碳化硅半导体的单晶材料、衬底、器件研发面临哪些核心痛点？接下来产业链发展还需怎样的助力？在6月26日举行的2022中国·南沙国际集成电路产业论坛宽禁带半导体论坛上，山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授，广东芯粤能CTO相奇，中电化合物董事潘尧波，上海瞻芯电子CTO陈俭等学术专家及业界领袖分别发表主题演讲，分享了来自产业一线的观察和思考。碳化硅爆发式增长新能源汽车成主战场

碳化硅材料有半绝缘型和导电型两种衬底。半绝缘型主要应用于以5G通信、国防军工、航空航天为代表的射频领域；导电型主要用于制造功率器件，用在以新能源汽车、“新基建”为代表的电力电子领域，这也是当前碳化硅的主赛道。第一个吃螃蟹的是马斯克的特斯拉。特斯拉Model 3率先将碳化硅MOSFET功率模块应用到负责控制电动机的主逆变器中，证明了碳化硅技术足够成熟，并具有显著优势。上海瞻芯电子CTO陈俭将“特斯拉的Model 3”类比“2007年的iPhone 4”，这是他决心离开做了21年的硅、转向碳化硅行业的原因。他回忆道，2014~2015年的碳化硅模块，据称已经将功率提高10%、体积缩小57%、重量降低40%，而现在比当时做得还要好。

新能源汽车的爆发，引发了一波碳化硅的“上车潮”。特斯拉、保时捷、比亚迪汉、现代等纷纷在上碳化硅，碳化硅逐渐成为了高端汽车的标配；国内小鹏、蔚来、理想等造车新势力，都已推出或宣布推出碳化硅模块；宇通客车、上汽、北汽也在做这方面的筹备工作，而且商用车领域更容易导入一些新技术。据法国知名行业咨询机构Yole预测，2022年车用碳化硅器件占比达68.8%，到2025年碳化硅功率器件的市场规模有望增至25.62亿美元，复合年增长率约30%。碳化硅之所以适合做功率器件，根由在于其材料性能。碳化硅的禁带宽度是硅的3倍，热导率是硅的3倍，电子饱和速率是硅的2倍，最重要的是临界击穿电场是硅的8-10倍。因此，碳化硅器件有耐高温、低导通电阻、开关速度快、耐高压等特点，使得碳化硅系统更小、更轻、能效更高、驱动力更强。广东芯粤能CTO相奇分享了一组预测数据，到2030年，中国大陆年度用电总量将超过10.5万亿度，如果用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，那么每年可以节约上万亿度的电，这一数目，相当于10个三峡大坝的年发电总量。在国家顶层设计和“双碳”目标的加持下，国内碳化硅产业正迎来千载难逢的发展机遇。到2030年，新能源车的销售量将增长9倍，光伏的装机量将增长5倍，碳化硅将大有用武之地。再加上缺货浪潮的助推，如今进口材料供货紧俏、一再延期，倘若国内碳化硅材料供应商发力赶上，这将为国产材料的导入打开一个突破口。

 

 

 

 ▲中国大陆碳化硅产业链分布情况（来源：方正证券）

8英寸时代到来但量产还要等三四年

碳化硅产业链覆盖从最上游的碳化硅粉，到晶锭、衬底、外延，再到晶圆，以及封装后的单管和模块，最后到交付应用。这种半导体材料的历史，最早可追溯至1885年，瑞典科学家发明了碳化硅生长装置，将核心原材料沙子和木炭加热到1500℃左右，通过导电，引发自蔓延反应，得到碳化硅单晶。但此前因材料技术和设备的限制，碳化硅长期没有发展起来。山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授介绍说，碳化硅单晶的研究可以分为三个阶段：第一阶段是90年代光电应用，碳化硅作为衬底，成功应用在光电领域；第二阶段是微波电子，中国做的已经不比国外差；第三阶段是功率电子应用，希望上下游通力合作，在这方面赶超国外。经过30多年的研发，国内碳化硅研究已具备一定条件，可以为器件研发提供衬底材料。

碳化硅衬底正不断向大尺寸方向发展，衬底尺寸越大，单位衬底可制造的芯片数量越多，单位芯片成本越低。目前业内主要量产产品集中在4英寸及6英寸，并演化向8英寸。国外在十年前突破了6英寸衬底技术，在“十三五”期间攻克了8英寸衬底技术。国际行业龙头科锐今年成功将8英寸衬底导入量产，全球首条8英寸晶圆工厂已经通线，很快就要建第二个8英寸碳化硅器件生产厂。在产业化方面，国内碳化硅企业已完成4-6英寸的升级。徐现刚教授谈道，目前国内已有8英寸碳化硅，与国际差距在2~3年之内，这个差距会越来越小。国内4英寸碳化硅晶体在2010年出现，从2017年4英寸导电衬底开始批量销售，中间间隔7年时间；国内6英寸批量销售是2019年，从研发开始也用了三四年。中电化合物董事潘尧波判断，4寸的量会越来越少，6寸是当前主流，8寸是发展趋势，8英寸如果今年出来，按以往时间周期推演，需要等到2025年、2026年才能导入量产。

在他看来，“8英寸时代到来”还面临一些挑战，包括籽晶依赖于扩径、晶体良率、晶体质量、8英寸衬底加工、成本、生态等方面的问题，希望产业上下游紧密协同来解决问题。据他分析，根据中国电子材料协会统计数据，目前国内碳化硅规划投资300亿元，规划年产能200万片。2020年全国碳化硅产量约11万片，其中还包括很大一部分4英寸产量。规划的产能存在一定水分，规划的投资量偏大，实际落地的投资量有衰减，所以规划产能大于落地产能。从产能到产量，涉及到良率、成本、设备问题，据其统计，目前国内的长晶炉超过3000台，但实际供货量很少，今年6英寸的量大概率能超10万片，不过离需求情况还有很大的差距。汽车对材料有非常高的可靠性要求，这就引申到材料质量需要更高的要求，国内很多材料还在验证中，能满足车规级要求的占比不高。因此潘尧波判断，碳化硅材料，特别是车规级材料，会长期偏紧。他建议8英寸的扩展可以适当慢一点，如果材料供应不及却投了大量设备，这些产能则会空置，将导致产生很多投资的成本。

国内产业链面临的外忧与内患

目前碳化硅材料和功率器件都主要由海外企业垄断。器件方面，五家头部企业来自欧洲、日本、美国，合计市占率约90%；材料方面的垄断更加集中，Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ全面领先衬底市场，Wolfspeed和昭和电工两巨头几乎垄断外延片市场。国内碳化硅产业链则相对集中在长三角、京津冀和粤港澳大湾区。

 

 

 

 ▲国际及中国台湾碳化硅产业链分布情况（来源：方正证券）

相奇认为，国内碳化硅产业链面临着全面挑战：1、碳化硅材料。国内长晶技术和国际先进水平仍有距离，8英寸至少还需要2~3年才能追赶并突破，带动外延的发展。目前技术相对成熟，但设备还需要依赖于进口。2、器件设计。受限于制造工艺水平，材料优势没有被充分发挥，包括器件结构的优化创新，因为工艺能力的限制比较欠缺，生态也有待完善。3、器件制造。首先，衬底外延成本占比高，合资占比大概超过了50%；其次，器件良率受限于材料的缺陷及质量；其三，缺乏大规模的生产平台，过去碳化硅的规模相对较小，生产模式基本是实验室和小规模的小作坊模式；其四，专业设备还需要依赖于进口。4、模组封装。需找到更耐高温的封装材料，因为封装尺寸更小，散热及可靠性的要求更高。5、汽车厂商。问题是“缺芯”，尤其是“缺中国芯”。他总结道，国内碳化硅产业的强项是产业链较完整，弱项是现在成本还很高，尤其是在材料方面需要一些突破，其次是国产设备很少，专业设备还需依赖进口。中国的碳化硅产业链发展还需要平衡，才能与国外巨头进行竞争。

为什么碳化硅这么贵？潘尧波解释说，碳化硅的成本很高，晶体存在质量、尺寸、厚度、良率、成本等痛点，且部分石墨依赖进口，供应紧张。碳化硅是硬脆材料，硬度仅次于金刚石，加工难度较大。简单的衬底加工工序是从晶锭出来，做多线切割，做倒角，然后做研磨、CMP、清洗、检验，最后出货。其中切碳化硅，6英寸切一刀需要120小时左右，8英寸切一刀需要200小时左右，中间不能出任何差错，否则对切的质量会造成很大的影响。相对于衬底，碳化硅外延技术门槛低一点，但也存在4个主要痛点：1、进口外延设备交期长。全球有4家进口主流供应商，国内主要采用的是3家，目前交期很长，有的甚至要60个月，即需五年时间。现在做碳化硅外延设备的有六七家，有的设备经过了批量销售，接下来国产化外延设备会进入产业主流。2、外延的三个核心参数（缺陷、浓度、厚度）等检测设备依赖进口，交期长。目前国内缺陷领域有一家在demo过程中。3、外延设备的单台产能低，每月仅300片左右，这个数量很低，可能会有新的设备和路线出来。4、备件耗材寿命短，成本高。外延过程经常要做保养，备件过程中会沉淀一些碳化硅颗粒，对碳化硅外延缺陷造成很大影响，所以备件耗材的生命比较短，一定程度上影响了碳化硅的产量。在碳化硅器件方面，相奇分享了他观察到的一些趋势：首先，沟槽MOSFET结构创新备受关注，已有多款沟槽器件产业化、商品化，且沟槽器件结构变化多端，创新空间变化也很大；再者界面质量导致迁移率低，亟待技术突破，碳化硅器件的优势还没完全发挥出来，需利用新技术、新材料，提高界面质量和迁移率，提高可靠性。除此之外，万伏千安智能电网需要超高压器件，所以超高压的MOSFET和超高压的IGBT也是器件研发的另一个方向。有了大规模量产的平台、众多设计公司后，器件设计和制造生态系统则呼之欲出，从而提供一个桥梁，使得设计公司和量产平台能更好、更有效地合作。

 

 

 ▲硅基与碳化硅基MOSFET对比，硅基IGBT与碳化硅MOSFET对比

“最根本的，是要做产业链的创新”

最后，陈俭分享了他看到的碳化硅产业潜力。首先看定位。Yole数据显示，碳化硅从“三高”（高端、高频、高压）打入，慢慢蚕食硅IGBT市场。“觉得这是「城市进入农村」的方式，做降维打击，成本做好，是具有品牌效应的，这是势无可挡的应用。”陈俭说。其次，上下游要协调好关系。下游车厂希望客户交货更快，现在有的周期要一年的时间，快则要6-7个月，太长了。其三，价格要低，质量好，配合好。随叫随到是本土化优势，但质量还有待提高。上游会担心投资有没有希望、定价是否合理、付款方式好不好等问题。至于上下游怎么协调？陈俭认为，首先，下游需要明确的态度，要拓展应用，把市场做大，这是共赢之选；第二，上游要加大投资，给下游确保能供货且价格合理的信心；第三，有了技术，资金和人才才会加入。在上游，现在SBD在充电桩领域的应用，市场不是红海了，是血海，卖的成本非常低，所以自己做器件、材料的厂商，要把碳化硅MOSFET的应用拓展起来。只要有技术，碳化硅MOSFET做得好，市场还是很大的，SDB要区分于市场来做，价格要慢慢回归市场。技术进步需要时间，两三年之内很难做出很大的改善。因此初步判断，大概在2024年前，衬底都是比较紧张的，外延则可能好一点，到2025年可能会缓解，但真正落实要到2026年，市场也可能会比预想得快，到时候又有一轮紧张。在陈俭看来，最根本的，是要做产业链的创新，包括衬底技术、外延技术、Fab工艺、封装、碳化硅专用设备以及应用端的创新。此外，他认为还需对创新者予以保护。首先做好专利布局；其次实现利益共享，定价机制要婚礼；第三，创新方要换位思考，要引入资金和推动标准建立；第四，尊重知识产权，抵制反授权，从法律层面保护创新者；第五，建立像IMEC一样的第三方合作开发平台。

碳化硅春天已至国产供应链迎新机遇

“觉得碳化硅的春天来了。”陈俭在演讲中分享说，当前第三代半导体的碳化硅和氮化镓则比较火热，成长速度远超硅基功率器件。“觉得前途光明，但还有很多挑战，要上下游共同共勉，以创新制胜，知识产权也要保驾护航。”在徐现刚教授看来，碳化硅取得了新机遇，这么重要的材料，要降低国际供应链的风险性，对于进入国产和试用是非常好的机遇。潘尧波亦判断，碳化硅产业处于成长期，在光伏、LED、硅产业等产业，新玩家会不断涌入，新技术会不断出现。这些新技术的出现，将给一些后来企业很多的新机会。

 

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https://mp.weixin.qq.com/s/mhaqszEkjWXrEUhZuF4c7Q

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