專訪飛锃半導體CEO周永昌先生:國產碳化硅引領行業(yè)變革,產業(yè)發(fā)展迎新機遇
2023年10月30日至11月1日,慕尼黑華南電子展在深圳國際會展中心(寶安新館)舉辦。本次展會聚集1100多家國內外知名企業(yè),以“融合創(chuàng)新”為主題,關注熱門技術應用包括5G、物聯(lián)網(wǎng)、汽車、碳中和、第三代半導體、工業(yè)自動化、機器視覺、可穿戴設備、消費電子、智能家居等。
作為中國領先的第三代碳化硅功率半導體器件供應商,飛锃半導體受邀參加此次活動,并在現(xiàn)場展臺集中展示了一系列創(chuàng)新成果,包括第三代SiC MOSFET產品、SiC二極管、新能源汽車、充電樁和光伏儲能等熱門領域的產品應用方案。
《未來半導體》作為此次展會的受邀媒體,有幸采訪到飛锃半導體創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官CEO周永昌先生,分享碳化硅器件的發(fā)展前景和市場趨勢。
Q :請您介紹下飛锃半導體
周永昌:飛锃半導體是中國領先的第三代碳化硅功率半導體器件供應商,也是國內最早從事碳化硅器件研發(fā)的公司之一,我們率先成功地使用6英寸碳化硅(SiC)技術,實現(xiàn)國內該領域技術破冰。飛锃半導體總部位于上海,并在深圳、香港、北京等地均設有分子公司。公司采用CIDM策略,為新能源、光伏儲能、充電樁等熱門領域提供碳化硅產品,為碳中和提供解決方案。
Q :請您介紹下公司的碳化硅器件產品線,包括主要規(guī)格和應用領域
周永昌:公司主營產品有碳化硅MOSFET、碳化硅二極管。截止2023年第三季度,飛锃半導體碳化硅器件累計出貨量超過2050萬件。
碳化硅MOSFET覆蓋了多種市場主流規(guī)格,耐壓等級包含650V-1700V,導通電阻覆蓋11-800mΩ,以滿足不同電壓應用的需求。飛锃半導體在2021年率先實現(xiàn)了碳化硅MOSFET的商業(yè)化量產,減少了對進口碳化硅的依賴,并逐步推動著國產替代的進程。Gen 2++650V 30/45/60mΩ和Gen2+ 1200V 35/70/160mΩ MOSFET并且通過了車規(guī)AEC-Q101可靠性驗證和960V高壓H3TRB加嚴測試。在2023年,也成功推出了第3代碳化硅MOSFET,進一步豐富了碳化硅MOSFET產品線。其中包括1200V 14/18/30/40/80 mΩ,采用了TO247-4和TO263-7封裝形式。
碳化硅二極管型號多達70余個,涵蓋了市面上的主流規(guī)格,采用了飛锃半導體的專有Buffer JBS結構、襯底減薄和低肖特基接觸技術,還搭配了行業(yè)先進的封裝。從2019年至今,飛锃半導體成為國內首批大規(guī)模生產和出貨1200V碳化硅器件的公司之一,產品性能品質則達到了國際大廠的水平。
▲飛锃半導體主營產品
公司主打的1200V MOSFET 已大量出貨,其中充電樁等新能源汽車領域也已實現(xiàn)大批量出貨,且故障率為零,出貨量呈穩(wěn)步上升趨勢。
目前,飛锃半導體的碳化硅產品主要應用在充電樁和光伏儲能領域,都已向該領域頭部企業(yè)大批量供貨。車規(guī)級MOSFET與新能源汽車重點客戶的合作已取得重大突破,在未來2-3年業(yè)務合作意向深度及廣度不斷延伸。
Q :公司目前的核心競爭力表現(xiàn)在什么地方?跟國內或者國際競爭對手相比,有哪些優(yōu)勢體現(xiàn)
周永昌:半導體行業(yè)是一個厚積薄發(fā)的產業(yè),只有在技術、人才、產品和市場同步積累才能保障公司長足發(fā)展的競爭力。
人才方面,飛锃半導體匯聚了國內功率器件領域頂尖的人才團隊,多位核心領導曾擔任中芯國際、士蘭微等公司的中高管,核心研發(fā)和市場團隊來自意法半導體、英飛凌、安森美等國際領先的半導體公司,他們在FAB運營、晶圓大規(guī)模生產及制造等方面擁有高超的專業(yè)能力和豐富的經驗,具備從設計到制造的全產業(yè)鏈資源。
除此之外,飛锃半導體在碳化硅器件領域進行了多年的研發(fā),并積累了豐富的技術和經驗,已獲得超過40余項自主研發(fā)的專利,其中核心技術專利10余項,還有50余項專利在申請中。在國內功率器件領域中,技術的積淀和研發(fā)能力都處于領先地位。并且,國內企業(yè)在碳化硅器件的制造工藝和生產能力方面已經取得了很大的進展,能夠滿足市場需求。
依托于設計能力與工藝能力的雙輪驅動,飛锃半導體在國內開創(chuàng)了多個先河:
率先實現(xiàn)由硅晶圓代工廠生產6寸碳化硅器件;率先生產并大量出貨1200V碳化硅器件, 大大減少了進口依賴;率先在碳化硅二極管生產上采用Thinning Technology工藝;率先擁有自主專利的JBS架構;已經實現(xiàn)了汽車級產品并符合AEC-Q101標準;是少數(shù)實現(xiàn)了碳化硅MOSFET量產的公司。
與國際競爭對手相比,作為國內碳化硅企業(yè)在本土市場上具有一定的優(yōu)勢。國內市場對碳化硅器件的需求在不斷增長,飛锃半導體具有較高的市場適應性和靈活性,能夠更好地理解和及時響應本土客戶的需求。此外,在成本控制方面也有一定的優(yōu)勢,能夠提供更具競爭力的產品和價格。
Q :公司采用CIDM,是如何維系上下游供應鏈的關系
周永昌:對于采用CIDM模式的公司來說,維系上下游供應鏈的關系非常重要。
在外延和襯底方面,我們選擇國外襯底原材料供應商和中電化合物建立穩(wěn)定緊密的合作關系,以確保供應鏈的穩(wěn)定和高效運作。而在芯片制作方面,我們與晶圓代工廠積塔半導體合作,積塔半導體是國內最早量產6英寸碳化硅器件的代工廠,通過他們的制造能力和資源,實現(xiàn)產品的生產和高質量交付。
Q :公司是否與合作伙伴共同開展研究項目或技術合作?如果有,您認為這種合作對于推動碳化硅器件行業(yè)的發(fā)展有何意義
周永昌:飛锃半導體一直與北京大學、香港大學、香港科技大學等有著緊密的項目合作關系,共同開展了多個碳化硅材料和器件研究項目和技術合作。在2022年,還加入了香港應科院主導成立的“微電子技術聯(lián)盟”,與香港多所知名高校共同研發(fā)碳化硅功率模塊和碳化硅封裝技術。
通過與這些高校的技術交流和合作,我們能夠共同解決技術難題,加速技術創(chuàng)新和產品開發(fā)。此外,還可以加強資源整合和共享,共同培養(yǎng)微電子創(chuàng)新人才,一起研發(fā)具有中國特色的集成電路產品工藝,提高我們半導體行業(yè)的整體競爭力。
Q :碳化硅技術的優(yōu)勢是眾所周知的,那么未來要強勢崛起,還需解決哪些斷點、堵點問題
周永昌:碳化硅產業(yè)鏈有著巨大的市場空間,但也有著較高的行業(yè)壁壘。盡管碳化硅技術對比硅具有許多優(yōu)勢,但發(fā)展上仍面臨一些挑戰(zhàn),如制造工藝和成本等問題。
首先,碳化硅器件的可靠性還需要改進,其中最為關鍵的是器件閾值電壓(Vth)的漂移和柵氧可靠性,也是評價各家碳化硅MOSFET產品技術可靠性水平的核心參數(shù)。其次,碳化硅器件價格大約是硅器件的2-3倍,生產成本較高,限制了其大規(guī)模應用。
降低成本的方法:一是提高晶圓尺寸,從6英寸擴大到8英寸,在流片成本相差不大的前提下,8英寸晶圓片可以產出更多可用芯片,降低單個芯片的成本;二是通過先進工藝或設計,以減少芯片的面積;三是通過工藝優(yōu)化提升良率。
由于碳化硅材料短缺,市場供不應求,供應鏈驗證周期也較長,產業(yè)導入窗口期也有限。然而,隨著后期市場的擴充、資本的投入、技術的優(yōu)化,這些問題都能逐一擊破。
Q :作為國內最早從事碳化硅器件研發(fā)的公司之一,請談下碳化硅器件的發(fā)展和市場前景
周永昌:碳化硅作為第三代半導體材料的核心,是支撐經濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性和基礎性產業(yè),被納入了“十四五”產業(yè)科技創(chuàng)新相關發(fā)展規(guī)劃。國家先后出臺了《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019版)》、《“戰(zhàn)略性先進電子材料”重點專項2020年度項目》等政策來支持其發(fā)展。
“中國制造2025”計劃中明確提出要大力發(fā)展第三代半導體產業(yè),碳化硅器件應用在5G基建、新能源汽車充電樁、特高壓及軌道交通等“新基建”各領域中。此外,我國也是全球最大新能源汽車市場,隨著國內純電動汽車與混合動力汽車滲透率不斷提升,國內市場對碳化硅MOSFET的需求也在不斷增加,碳化硅產業(yè)迎來巨大的發(fā)展機遇。
中國碳化硅技術雖然起步較晚,但卻用了短短的幾年追平了國外的研發(fā)水平,碳化硅襯底作為產業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),國內襯底公司發(fā)展迅速。目前,全球碳化硅襯底的主要尺寸為6英寸,而國內領先公司也在朝著8英寸產線的發(fā)展方向努力。與國外大廠相比,差距逐步縮小。在碳化硅二極管領域,國內廠家技術發(fā)展成熟,達到國外大廠水平。在碳化硅MOSFET方面,我們碳化硅MOSFET也實現(xiàn)電壓涵蓋650V-1700V,盡管國產碳化硅MOSFET的導通電阻與國外大廠存在一些差距,但我們正在快速迎頭趕上。國內廠家都在積極布局,未來有望在產業(yè)鏈上下游的深度協(xié)同合作下,實現(xiàn)國產碳化硅器件在所有應用領域的逐步替代。
在2015年,飛锃半導體就開始研發(fā)6吋碳化硅產品,并在這個行業(yè)中積累了多年的經驗,如今終于迎來了國內碳化硅市場的蓬勃發(fā)展。
Q :公司未來的發(fā)展規(guī)劃和目標
周永昌:目前,我們已經批量供應光伏儲能和充電樁領域的頭部客戶,為進一步發(fā)展打下了穩(wěn)定的基礎。
下一步的規(guī)劃是加強新一代碳化硅MOSFET研發(fā),并積極布局新能源汽車領域。我們的車規(guī)級MOSFET產品已經送樣給多家客戶進行驗證,并與新能源汽車領域的頭部企業(yè)初步達成合作。同時,我們也在積極拓展該領域的其他客戶,爭取拿下更多市場份額。
周永昌
飛锃半導體創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官CEO
周永昌先生在半導體領域擁有近30年的豐富經驗和深厚造詣,曾在中芯國際、美光科技、德州儀器等國際知名半導體公司擔任高管,在FAB運營、晶圓大規(guī)模生產制作、工藝集成、技術市場等方面具備豐富的經驗,對半導體供應鏈有著深刻理解。
周永昌致力于開拓創(chuàng)新和持續(xù)改進,帶領行業(yè)頂尖技術團隊提供優(yōu)秀的碳化硅產品,為碳中和提供解決方案。在他的帶領下,2015年飛锃半導體率先成功地使用6英寸碳化硅(SiC)技術,實現(xiàn)國內該領域技術破冰。后續(xù)推出了各種SiC二極管和SiC MOSFET,并成功商業(yè)化大量出貨,飛锃半導體將繼續(xù)不斷努力,為行業(yè)帶來更多創(chuàng)新和突破。