伴隨著碳化硅國(guó)內(nèi)生態(tài)的逐步完善，國(guó)產(chǎn)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈有望快速崛起。

“從半絕緣型產(chǎn)品到導(dǎo)電型產(chǎn)品；從2英寸起步擴(kuò)徑至8英寸；從趕超到全球供應(yīng)，從濟(jì)南工廠到上海臨港工廠投產(chǎn)，公司之所以能夠游刃有余，其背后的關(guān)鍵是因?yàn)槲覀兺耆莆樟颂蓟枰r底的核心關(guān)鍵技術(shù)。”天岳先進(jìn)董事長(zhǎng)、總經(jīng)理宗艷民在接受《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者采訪時(shí)表示。

碳化硅襯底是天岳先進(jìn)的核心產(chǎn)品及主要收入來(lái)源，該公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為碳化硅襯底的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品包括半絕緣型和導(dǎo)電型碳化硅襯底。經(jīng)過(guò)十余年技術(shù)積累，其已掌握涵蓋設(shè)備設(shè)計(jì)、熱場(chǎng)設(shè)計(jì)、粉料合成、晶體生長(zhǎng)、襯底加工等環(huán)節(jié)核心技術(shù)。

在宗艷民看來(lái)，目前，在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略、全球電氣化、數(shù)字化等發(fā)展趨勢(shì)不斷演進(jìn)，碳化硅半導(dǎo)體迎來(lái)歷史性機(jī)遇。

因此，即便在今年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)增速放緩的背景下，天岳先進(jìn)仍然大舉擴(kuò)產(chǎn)。據(jù)悉，該公司位于上海臨港工廠已于今年5月開(kāi)始產(chǎn)品交付，根據(jù)目前市場(chǎng)情況預(yù)計(jì)，原計(jì)劃臨港工廠年30萬(wàn)片導(dǎo)電型襯底的產(chǎn)能產(chǎn)量將提前實(shí)現(xiàn)，第二階段96萬(wàn)片產(chǎn)能規(guī)劃也已啟動(dòng)。

此外，針對(duì)11月29日智能汽車解決方案BU董事長(zhǎng)余承東提及“智界S7全系搭載800V碳化硅高壓平臺(tái)”，天岳先進(jìn)碳化硅襯底產(chǎn)品是否導(dǎo)入華為汽車供應(yīng)鏈體系，該公司并未正面回復(fù)，僅表示，天岳先進(jìn)在下游汽車客戶拓展方面，已于2022年4月取得了IATF 16949：2016質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書，標(biāo)志著公司取得了進(jìn)入國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)供應(yīng)鏈的準(zhǔn)入通行證。

核心技術(shù)掌控在自己手中

碳化硅是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，碳化硅功率器件以其優(yōu)異的耐高壓、耐高溫、低損耗等性能，相比傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體可以降低50%以上的能量損失，最高可以使裝備體積減小75%以上。能夠有效滿足電力電子系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化要求。

碳化硅有望成為未來(lái)被廣泛使用的制作半導(dǎo)體芯片的基礎(chǔ)材料。

作為碳化硅制造核心環(huán)節(jié)之一的碳化硅襯底市場(chǎng)，目前國(guó)外廠商掌握話語(yǔ)權(quán)。不過(guò)，隨著碳化硅半導(dǎo)體材料需求趨勢(shì)的明確，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈公司也在加速布局碳化硅襯底等領(lǐng)域，天岳先進(jìn)正是該趨勢(shì)的代表企業(yè)之一。

“做任何產(chǎn)業(yè)都有核心點(diǎn)，不同產(chǎn)業(yè)都有不同的核心技術(shù)難點(diǎn)。”宗艷民向《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者表示，碳化硅生產(chǎn)過(guò)程分為材料制備、器件制造、封裝測(cè)試三大步驟，對(duì)應(yīng)的是產(chǎn)業(yè)鏈材料、芯片、器件與應(yīng)用四大環(huán)節(jié)，整個(gè)工藝鏈條生產(chǎn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)復(fù)雜、驗(yàn)證周期長(zhǎng)。其中，襯底材料是產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高、價(jià)值量最大環(huán)節(jié)，“從全球碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，關(guān)鍵還在與襯底材料繼續(xù)突破，是一個(gè)從上至下的推進(jìn)過(guò)程。”

據(jù)了解，當(dāng)前，天岳先進(jìn)已全面掌握設(shè)備設(shè)計(jì)、粉料合成、襯底生長(zhǎng)、襯底加工等環(huán)節(jié)的核心關(guān)鍵技術(shù)。“如果說(shuō)碳化硅襯底的難點(diǎn)在材料端，那么材料端的難點(diǎn)則在缺陷管理上，目前天岳先進(jìn)在缺陷管理方面已經(jīng)走在了全球前列。”宗艷民表示。

據(jù)知名調(diào)研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，該公司在此領(lǐng)域積累的知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)量位列全球前五，并且是其中唯一的中國(guó)企業(yè)。

以長(zhǎng)晶環(huán)節(jié)為例，碳化硅晶體生長(zhǎng)的溫度在2200攝氏度以上，且生長(zhǎng)過(guò)程無(wú)法及時(shí)觀測(cè)，同時(shí)碳化硅又有上百種晶態(tài)。“在這樣嚴(yán)苛的條件下，生長(zhǎng)出大尺寸、沒(méi)有誤差，且為同一晶態(tài)的晶體并不簡(jiǎn)單。”宗艷民表示。

在部分業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，制約碳化硅發(fā)展的主要因素在于碳化硅襯底企業(yè)的長(zhǎng)晶工藝，原料晶柱的質(zhì)量不穩(wěn)定帶來(lái)的良率問(wèn)題，導(dǎo)致碳化硅器件的成本過(guò)高，制約了碳化硅器件的大規(guī)模普及。

從目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，該環(huán)節(jié)只能靠企業(yè)長(zhǎng)期的研發(fā)投入以及時(shí)間的沉淀。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)在2026年之前，隨著技術(shù)的改進(jìn)和產(chǎn)量的提升，碳化硅襯底的價(jià)格有望每年下降5%-10%。

那么，碳化硅襯底如何打破生產(chǎn)瓶頸，謀求更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展？

以天岳先進(jìn)為例，近年來(lái)，該公司研發(fā)投入較大，其工程化試驗(yàn)數(shù)據(jù)為技術(shù)和良率的持續(xù)改進(jìn)提供了關(guān)鍵支持。

其中，天岳先進(jìn)依托國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心、國(guó)家博士后科研工作站等研發(fā)平臺(tái)，為研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)提供有力支撐，并持續(xù)加大研發(fā)投入。“天岳先進(jìn)是一個(gè)典型的科創(chuàng)型企業(yè)，堅(jiān)持科技創(chuàng)新是公司不變的追求，每年公司研發(fā)投入占比，達(dá)到了銷售收入的20%以上。”宗艷民表示。

目前,我國(guó)“十四五”規(guī)劃已將碳化硅半導(dǎo)體納入重點(diǎn)支持領(lǐng)域。“碳化硅半導(dǎo)體核心技術(shù)必須掌控在我們自己手中。”宗艷民說(shuō)道。

本土化發(fā)展趁勢(shì)崛起 碳化硅襯底一片難求

近期，碳化硅又火了。

11月28日，華為宣布，智界S7汽車搭載全新華為“巨鯨”800V碳化硅高壓電池平臺(tái)。受“智界效應(yīng)”影響，碳化硅多只概念股走強(qiáng)，11月29日，民德電子、宇環(huán)數(shù)控股價(jià)紛紛20CM漲停，天岳先進(jìn)盤中也一度漲幅超7%。

將時(shí)間線拉長(zhǎng)，早在2018年，特斯拉在Model 3上使用碳化硅。隨后五年內(nèi)，碳化硅市場(chǎng)的增長(zhǎng)在很大程度上依賴于特斯拉。

而特斯拉在吸引其他車企爭(zhēng)先恐后地使用碳化硅器件后，卻突然宣布新車型砍掉75%碳化硅用量。

今年3月，特斯拉在投資者日活動(dòng)上宣布，其下一代電動(dòng)車的碳化硅用量將大減75%。無(wú)論特斯拉出于何種考慮，該舉動(dòng)無(wú)疑給碳化硅行業(yè)潑了一盆冷水。

一時(shí)間，特斯拉此舉究竟意欲何為? 碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景又將如何？

對(duì)此，有業(yè)內(nèi)從業(yè)人士對(duì)《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者表示，“這是一種商業(yè)行為，不是技術(shù)行為?；蚩梢钥闯商厮估瓊鬟_(dá)的潛臺(tái)詞是向碳化硅產(chǎn)業(yè)表示，目前有效產(chǎn)能太小。實(shí)際上，在特斯拉新一代量產(chǎn)的Model 3中，碳化硅器件用料或并未減少。”

上述業(yè)內(nèi)從業(yè)人士接著舉例稱，“有市場(chǎng)公開(kāi)數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，每?jī)奢v特斯拉Model 3的碳化硅器件，就需要一片6英寸碳化硅襯底來(lái)支撐；此外在‘雙碳’大背景下，到2035年，我國(guó)大概有1億輛左右的汽車要更換成電動(dòng)汽車，每年6英寸襯底的需求都在千萬(wàn)片級(jí)。因此這是一個(gè)巨大的藍(lán)海市場(chǎng)。”

支持該觀點(diǎn)的業(yè)內(nèi)人士不在少數(shù)。德國(guó)半導(dǎo)體大廠英飛凌就曾表示，“現(xiàn)在的新車，只要能用碳化硅的地方，便不會(huì)再用傳統(tǒng)功率器件。”

有半導(dǎo)體領(lǐng)域投資人士表示，當(dāng)前，碳化硅襯底供需頗為緊張，全球面臨著“缺襯底”的待解難題。根據(jù)云岫資本的測(cè)算，未來(lái)三年市場(chǎng)面臨當(dāng)前產(chǎn)能三倍的碳化硅襯底缺口。

種種跡象表明，碳化硅“上車”已是大勢(shì)所趨。

可以看到，今年以來(lái)800V車型密集發(fā)布，而碳化硅則是800V高壓快充標(biāo)配，已有小鵬G6、極氪X、智己LS6等多款20-25萬(wàn)元價(jià)格段的標(biāo)配碳化硅車型上市，未來(lái)仍將有同價(jià)格段車型如極氪007等上市。

碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)目前仍然屬于前沿新興領(lǐng)域，隨著碳化硅技術(shù)在電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用，碳化硅技術(shù)更廣泛的應(yīng)用在加速滲透。特別是800V系統(tǒng)平臺(tái)的發(fā)展，碳化硅技術(shù)將進(jìn)一步體現(xiàn)突出優(yōu)勢(shì)。

值得一提的是，天岳先進(jìn)重視與產(chǎn)業(yè)鏈下游頭部客戶的長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作，持續(xù)拓展國(guó)內(nèi)外不同類型客戶，擴(kuò)大其業(yè)務(wù)規(guī)模。

今年4月，天岳先進(jìn)披露其與全球汽車電子知名企業(yè)博世集團(tuán)簽署了導(dǎo)電型碳化硅襯底的長(zhǎng)期供應(yīng)協(xié)議。同時(shí)，天岳先進(jìn)與英飛凌等國(guó)際半導(dǎo)體知名企業(yè)加強(qiáng)合作，未來(lái)有望加速出海，進(jìn)入更多國(guó)際大廠的供應(yīng)鏈。

此外，近年來(lái)，在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，光伏、儲(chǔ)能等新能源行業(yè)迅猛發(fā)展，電氣化和能源的高效利用推動(dòng)寬禁帶半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)廣闊成長(zhǎng)機(jī)遇和空間。

受益于碳化硅器件需求旺盛，天岳先進(jìn)10月27日晚間發(fā)布三季報(bào)顯示，2023年前三季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)收8.25億元，同比增長(zhǎng)206.06%；實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)-6825.34萬(wàn)元，同比上升42.05%。

天岳先進(jìn)表示，隨著上海臨港工廠產(chǎn)能加速釋放，規(guī)模效應(yīng)逐步體現(xiàn)。

（科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)記者 吳旭光）