回首2023,碳化硅和氮化鎵行業(yè)取得了哪些進步?出現(xiàn)了哪些變化?2024將迎來哪些新機遇和新挑戰(zhàn)?為更好地解讀產(chǎn)業(yè)格局,探索未來的前進方向,行家說三代半、行家極光獎聯(lián)合策劃了《行家瞭望——2024,火力全開》專題報道。
本期嘉賓是愛仕特聯(lián)合創(chuàng)始人&總經(jīng)理陳宇,接下來還將有更多的領軍企業(yè)參與《行家瞭望》,敬請期待。
創(chuàng)新、品類、車規(guī)、市場,全方位服務汽車、光儲充等廣袤市場
行家說三代半:過去一年,貴公司主要做了哪些關鍵性工作?
陳宇:2023年愛仕特的碳化硅功率器件業(yè)務主要圍繞著產(chǎn)品升級和市場開拓來展開。
首先是持續(xù)不斷的技術創(chuàng)新和堅持自主研發(fā)。愛仕特技術團隊從事功率器件近20年,在碳化硅領域研究超過10年,產(chǎn)品量產(chǎn)近5年,目前量產(chǎn)了第3代SiC MOS芯片,第4代正在驗證中,同時在開發(fā)第5代工藝。產(chǎn)品的性能和一致性都會大幅提升。
其次是新產(chǎn)品研發(fā)。愛仕特于2023年共研制了8款新型封裝碳化硅功率器件并全部實現(xiàn)量產(chǎn)。產(chǎn)品陣容涵蓋650V、1200V、1700V、3300V等不同電壓等級,可滿足新能源汽車及充電樁、光伏儲能、消費電子等領域的高可靠性和高性能需求。截至目前,愛仕特共擁有117款細分型號碳化硅MOSFET和功率模塊產(chǎn)品,產(chǎn)品型號齊全。
三是車規(guī)認證及內部管理。愛仕特碳化硅模塊工廠于2021年首次獲證,遷至深圳后再次通過IATF16949體系認證。通過對產(chǎn)品進行全流程質量管控,保證了產(chǎn)品的一致性和可靠性,打造出穩(wěn)定的質量管控體系,在要求極為嚴苛的全球汽車零部件市場取得了權威認可和準入資質。
四是市場領域開拓。愛仕特新62mm工業(yè)標準封裝模塊打開了250kW以上中等碳化硅功率應用的大門,擴展到太陽能、服務器、儲能、電動汽車充電樁、牽引以及商用感應電磁爐和功率轉換系統(tǒng)等。
車規(guī)SiC穩(wěn)定供貨,降維發(fā)力光儲充、工業(yè)等市場
行家說三代半:2023年貴公司取得了哪些成績?你們實現(xiàn)增長的戰(zhàn)略是什么?
陳宇:2023年我們公司在多個方面取得了不錯的成績:
首先是自主研發(fā)的碳化硅功率模塊實現(xiàn)批量應用。隨著800V+SiC時代的到來,國內眾多車企紛紛在主驅中導入SiC模塊。愛仕特通過技術孵化,擁有覆蓋650V~1700V電壓范圍的多系列細分型號碳化硅功率模塊,已完成送樣測試階段,穩(wěn)定供貨于車企客戶。
其次是進一步關注和推進光儲充的市場。聚焦光儲逆變器開發(fā)需求,能夠滿足光伏逆變器功率更大、效率更高、體積更小、成本更低的要求,以及組串式逆變器配置靈活、易于安裝的發(fā)展方向。
三是將車規(guī)碳化硅功率器件導入工業(yè)電源和消費電子領域。愛仕特第四代具有高耐壓、低導通電壓、零反向恢復和強抗浪涌能力等優(yōu)異性能,充分滿足器件走向更小體積、更高頻率、更高密度、更低發(fā)熱的特殊需求。
我們公司在2023年實現(xiàn)增長的戰(zhàn)略是:
一是實現(xiàn)全系碳化硅功率器件量產(chǎn)。愛仕特擁有117款細分型號碳化硅MOSFET和功率模塊產(chǎn)品,涵蓋650V、1200V、1700V、3300V等不同電壓等級,性能實現(xiàn)國內領先,給客戶提供更多的產(chǎn)品選擇和應用方案;
二是以技術創(chuàng)新為引領,加快提升碳化硅功率器件的研發(fā)實力。愛仕特始終堅持自主研發(fā),公司的34項專利都與碳化硅 MOSFET、功率模塊以及先進工藝技術密切相關,同等規(guī)格下,愛仕特的芯片面積比國內同行小15-20%,而新一代碳化硅工藝也可降低芯片成本近15%;
三是建立完善的產(chǎn)品質量管控體系。對產(chǎn)品進行全流程質量管控,嚴格按照IATF16949、AEC-Q101等質量標準執(zhí)行:持續(xù)提升產(chǎn)品質量,增強市場競爭力;改善供應商管理,降低風險和成本;提升交付服務水平,提高客戶滿意度。
積極研發(fā),對標8吋SiC,提效、保質、降本應對內卷
行家說三代半:在降本增效方面,2023年最值得關注和重視的新變化是什么?
陳宇:當前主流碳化硅襯底尺寸仍然是6英寸,8英寸襯底正在成為行業(yè)重要的技術演化方向,在降低器件單位成本、增加產(chǎn)能供應方面擁有巨大的潛力。
雖然實現(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)還只有國外廠商,但國產(chǎn)的碳化硅襯底發(fā)展正在加速追趕國際領先水平。國內企業(yè)積極研發(fā),破局8英寸,已有企業(yè)在2023年宣布實現(xiàn)了8英寸碳化硅襯底的小批量量產(chǎn),而愛仕特也在同步對標和推進中。
除了增大碳化硅襯底尺寸,行業(yè)也在通過其他措施降低碳化硅器件成本,比如在制造方面,隨著市場的開啟,各大器件供應商擴產(chǎn)制造,隨著規(guī)模擴大和制造技術不斷成熟,也帶來制造成本的降低。
未來碳化硅器件的價格有望持續(xù)下降,其行業(yè)應用將快速發(fā)展。
行家說三代半:成本是把雙刃劍,行業(yè)規(guī)?;l(fā)展需要接近硅器件的低成本,但也要防止被低價所反噬,您如何看待行業(yè)的低價和同質化競爭?貴公司有哪些好的做法和建議?
陳宇:在當前全球碳化硅功率市場高景氣行情下,碳化硅正處在爆發(fā)式增長的前期,擴產(chǎn)放量是行業(yè)關注重點。國內外產(chǎn)能加速擴張,都在積極布局碳化硅市場,爭先恐后加碼擴產(chǎn)。面對這個爆發(fā)性增長的市場機遇,愛仕特認為,廠商首先要將提升產(chǎn)品性能和可靠性作為發(fā)展重點,在此基礎上根據(jù)市場需求,提升自己的差異化優(yōu)勢,合理規(guī)劃產(chǎn)能。
愛仕特認為“全面提升效率,保證品質,降低成本”是國產(chǎn)碳化硅功率半導體大規(guī)模應用的關鍵。
一是技術升級助力降本增效。目前愛仕特基于第4代工藝的全新碳化硅MOSFET芯片已研發(fā)成功,大幅度地提高了溝道遷移率,可以更好地適應于耐高壓、耐高溫、的材料需求,簡化電路結構,減小散熱器空間,并通過提升開關頻率來提高單位功率密度。
二是建立了車規(guī)級模塊專用工廠和健全的品質管理體系。愛仕特通過IATF16949和AEC-Q101等質量認證,健全的體系和卓越的品質意識保證了產(chǎn)品的一致性和可靠性。愛仕特碳化硅功率器件已批量應用于歐洲航空及新能源汽車等領域,產(chǎn)品性能及可靠性得到了客戶的一致認可。
三是推動產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,實現(xiàn)采購成本下降。襯底是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的核心,也是未來碳化硅產(chǎn)業(yè)降本、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主要驅動力。因此,提高襯底良率和產(chǎn)能是碳化硅降本的核心。愛仕特與上游合作伙伴保持深入密切的溝通,鎖定了碳化硅襯底、晶圓代工和封裝材料資源的保供協(xié)議等,力保時刻滿足客戶的需求。
1200-1700V占比大幅提升,平面/溝槽雙系列并進
行家說三代半:經(jīng)過前些年的鋪墊,碳化硅 / GaN技術目前在許多應用場景都很活躍,展望2024年,您認為行業(yè)最大的機會在哪里?貴公司將如何開拓這些市場?
陳宇:2024年,行業(yè)最大的機會依然是新能源變革所帶來的巨大增長空間。新能源行業(yè)高壓需求正在快速增長,高壓功率器件將持續(xù)提升,新能源汽車持續(xù)提升充電功率、縮短充電時間,電壓平臺從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平,這將是整個新能源汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢,勢必帶動上游高壓功率器件的占比,因高壓高頻耐高溫的特性,碳化硅功率器件在應用場景中作用和份額也將日益凸顯。
同時,新能源行業(yè)的發(fā)電端、儲能端、配套端的市場一樣會迅猛增長,據(jù)權威數(shù)據(jù)預測分析,到2027年,1200V功率器件市占率將從2021年的11%提升至20%,1700V功率器件市占率將從2021年的2%提升至3%。
愛仕特已布局64款1200V功率器件和22款1700V功率器件,向著更高的電壓等級發(fā)展。2024年,愛仕特將繼續(xù)重點瞄準新能源汽車行業(yè)市場,保障產(chǎn)品品質的同時,積極開發(fā)更多的產(chǎn)品型號,并在光伏儲能、消費電子、工業(yè)電源等領域實行多線并進策略。
行家說三代半:2024年,貴司定下來了哪些規(guī)劃和目標?
陳宇:一是專注于碳化硅功率器件領域的研發(fā)與突破。愛仕特不斷對新技術發(fā)起挑戰(zhàn),推出更多新產(chǎn)品和新技術,已啟動溝槽柵極結構的SiC MOSFET芯片設計研發(fā),產(chǎn)品朝著平面結構和溝槽結構雙系列并進,目前第一代溝槽柵極設計完成,仿真的功率密度提升30%以上;
二是加強產(chǎn)品品質管控,進一步穩(wěn)定產(chǎn)品的一致性。產(chǎn)品研發(fā)完成只是一小步,對于批量產(chǎn)品的品質管控才是更大的挑戰(zhàn),這是一個系統(tǒng)性的工程。我們將從“嚴格供應商管理”、“精細生產(chǎn)工藝控制”、“強化質量檢測與測試”和“完善質量管理體系”等方面不斷提升及優(yōu)化質量管控,向客戶持續(xù)提供高質量的碳化硅功率器件。