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近年來,新能源汽車、光伏、風電等領域需求激增,扮演電能轉換核心角色的功率半導體也迎來爆發式增長。據研究機構Omida的數據顯示,2021年全球功率半導體市場空間為462億美元,預計到2025年,有望達到548億美元,其複合增速將達5.92%。
民生證券的報告顯示,國內功率半導體市場國產化率不足 30%,尤其在中高端市場的國產化率更低,所以本土廠商仍有較大成長空間;特別是當前全球大功率器件需求快速上升,全球供給相對不足,而國產廠商技術快速跟進,客戶認可度持續提升,當前時點是功率器件國產替代的重要窗口期,國產廠商未來有望在大功率 MOSFET、IGBT、SiC 等器件領域獲得更高的國產化率。
去年,國內主要功率器件上市公司均交出亮眼答卷,根據集微網之前篩選出的18家企業,營收增速均值為48.11%,足見國內功率器件領域的蓬勃生機。
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除了這些業界代表性企業外,也有越來越多的新入局者,中科創星投資企業「瑤芯微」僅成立3年,在功率器件領域已擁有多項成果,其產品包括中低壓Trench MOS以及SGT MOS,高壓SJ超結MOS以及SiC MOS和SiC 二極管,覆蓋高中低全電壓平台,廣泛應用於消費電子、工控、車載等領域。
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硅基與碳化硅基全產品覆蓋
碳化硅是半導體器件中第三代半導體材料的代表之一,自2018年特斯拉率先採用全碳化硅方案後,碳化硅器件迅速成為市場發展熱點。近年來,全球各個國家相繼制定碳達峰、碳中和目標,光伏、新能源汽車的爆發進一步帶動了碳化硅功率器件的需求。中商產業研究院預計2022年碳化硅功率器件市場規模約10.9億美元。
「瑤芯微」市場總監Marvin指出,三代半較傳統硅基器件相比擁有更優秀的功率密度、效率及工作溫度性能,在要求器件小型化及高效率的應用場景中有突出的表現,如高性能服務器所需的大功率電源、電動汽車高壓充電樁、光伏等都是三代半具有廣闊應用前景的領域。
據了解,「瑤芯微」的碳化硅功率器件產品從實驗室產品到目前的產業化產品,經歷了4代SiC MOSFET的不斷迭代,團隊成員在此積累了近28年,是國內第一批把國外SiC技術和經驗帶回國內的專家。
相較於國外龍頭企業,「瑤芯微」產品具備優秀的動靜態特性,在高低溫環境下表現出優異的性能和可靠性,尤其難得可貴的是,產品均採用國內供應鏈,對未來的大規模生產和交付有着充分的保障。目前公司整體產品主要應用於新能源場景如光伏逆變、儲能及服務器大功率電源,電動汽車車載場景如BMS、電機驅動、DC-DC、OBC及充電樁等。
產品進度方面,Marvin表示,「瑤芯微」一開始SiC的目標就是做車規級產品,目前車規級SiC JBS產品、車規級SiC MOSFET即將進入量產階段,應用於新能源車主驅的SiC 1200V/16mohm MOSFET國內一次流片成功,也進入客戶驗證階段,產品進度處於國內第一梯隊。
值得一提的是,「瑤芯微」在國內率先推出性能指標領先的車規級硅基/碳化硅基功率器件,並已進入行業頭部整車廠/Tier1驗證階段。而在光伏領域,SiC MOSFET、中高壓功率器件目前已進入頭部客戶審廠階段,預計2022 Q3開始量產銷售。
全國產化供應鏈加持
在經歷2021年的水漲船高后,今年國內功率器件市場供需兩端的「配平」出現了一些變化。供給側,大量的功率器件產能正逐步釋放進市場,而在需求側,疫情先前刺激的「宅經濟」效應正逐步減弱,對應傳導至上游只是時間問題,國內疫情近期頻繁爆點也對今年二季度乃至上半年都形成不小的衝擊。
長遠來看,中低端功率器件市場正逐步收緊,這一天平兩端的變化似乎正預告着國產化替代熱潮後的冷靜沉澱期,對於本土企業而言也提出了新的思考和挑戰,如何在接下去的生存戰中打出漂亮的戰績,更是對企業自身品質與產品質量的一次「大考」。
而短短三年時間內,「瑤芯微」便可雙收硅基、碳化硅基產品線,獲得嚴苛的車規級認證,並且進入一線廠商的驗證,其背後又有何殺招?
Marvin表示,「瑤芯微」核心團隊均來自國內外知名企業,在半導體行業浸潤超過15年,從產品開發、到量產管控、再到末端銷售都有非常專業的人員,尤其團隊在中高端的應用市場,如工控車載的產品開發和量產具有非常豐富的實戰經驗。同時,「瑤芯微」還與西安電子科技大學展開深度的產學研合作,牽頭技術專家參與制定寬禁帶半導體路線圖和碳化硅國家標準,保障功率器件/第三代半導體產品研發技術持續領先。
除了豐厚的技術積累與資深的核心團隊外,「瑤芯微」還擁有一條全國產化的供應鏈體系。
Marvin指出,此次深受缺芯困擾的國內終端廠商,一部分原因在於其供應鏈中的國外廠商優先滿足當地企業的需求,對中國供應的產能形成了擠兌,進而影響了終端廠商的出貨。
因此,建立一條全國產化的供應鏈是非常重要的一步。「瑤芯微」的目前功率產品的供應鏈從原材料到晶圓代工再到封測基本均由本土企業完成,對供應穩定方面給到了客戶最大的支持和安全。
毋庸置疑,全球新能源滲透率正不斷加快,功率器件的應用前景相當廣闊,無論是中低壓車載產品,還是SiC功率器件都將成為國產替代的一大風向。「眾人拾柴火焰高,我相信越來越多的國內玩家湧入功率器件的賽道是一件好事,大家相互促進,為產業上下游建立一個」國產化產品也挺不錯」的氛圍,定能促成產業邁向新的高度。」Marvin說道。
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