從以IGBT、MOSFET等為代表的硅基功率半導(dǎo)體，到第三代半導(dǎo)體，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)不斷有新玩家涌入，市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)至2021年全球市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至441億美元，年化增速為4.1%。

聚焦國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體，加速布局之勢(shì)不容小覷。IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求規(guī)模達(dá)到138億美元，占全球需求比例高達(dá)35%；2021年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到159億美元。

由于功率器件的制造工藝較為成熟，投資強(qiáng)度相對(duì)較小，眾多產(chǎn)業(yè)人士認(rèn)為，功率半導(dǎo)體將是實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代最快速的領(lǐng)域。特別是隨著第三代半導(dǎo)體的“走紅”，揚(yáng)杰科技、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、瞻芯電子、基本半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)功率器件代表企業(yè)都在摩拳擦掌向前沖。由國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體電子信息媒體芯師爺舉辦的第三屆“硬核中國(guó)芯”，匯聚了有影響力、有潛力的國(guó)產(chǎn)芯企業(yè)，其中不乏優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體廠商。

視頻來(lái)源：芯師爺·“硬核芯聲”專(zhuān)題采訪

第三代半導(dǎo)體“火了”

8月14日，我國(guó)工信部正式宣布將碳化硅（SiC）復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料等納入“十四五”產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，以全面突破關(guān)鍵核心技術(shù)，攻克“卡脖子”品種。

第三代半導(dǎo)體是指碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化物半導(dǎo)體（如氧化鋅ZnO）、III族氮化物（如氮化鋁AlN）、金剛石半導(dǎo)體等寬禁帶半導(dǎo)體材料。

第三代半導(dǎo)體材料是功率半導(dǎo)體躍進(jìn)的基石，全球市場(chǎng)處于初期階段，在政策的激勵(lì)下，國(guó)內(nèi)相關(guān)項(xiàng)目如雨后春筍般在多地開(kāi)展起來(lái)。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2020年，我國(guó)第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過(guò)7100億。

作為國(guó)內(nèi)三代半導(dǎo)體的重要參與者，瑞能半導(dǎo)體一直保持著在SiC技術(shù)上的較高的研發(fā)投入。瑞能半導(dǎo)體全球市場(chǎng)部總監(jiān)謝豐介紹：“自2018年以來(lái)，瑞能半導(dǎo)體陸續(xù)推出了第四代的快恢復(fù)二極管平臺(tái)和第五代的軟恢復(fù)二極管平臺(tái)。2021年初，我們釋放了第六代的SiC二極管產(chǎn)品，與國(guó)際一線廠商技術(shù)保持一致。年內(nèi)我們還將釋放SiC-MOSFET的產(chǎn)品，同時(shí)我們的團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)碳化硅模塊的產(chǎn)品，也即將投放市場(chǎng)。我們的目標(biāo)是為客戶(hù)提供完整的碳化硅解決方案。”

從飛利浦到恩智浦再到瑞能半導(dǎo)體，瑞能半導(dǎo)體走過(guò)了五十年的歷程，但是作為一個(gè)獨(dú)立品牌，僅有六年的運(yùn)營(yíng)時(shí)間。在這六年里，瑞能半導(dǎo)體從一條聚焦于雙極型功率器件的業(yè)務(wù)線到現(xiàn)在能夠提供豐富產(chǎn)品門(mén)類(lèi)的功率半導(dǎo)體公司，與中國(guó)的半導(dǎo)體市場(chǎng)共同成長(zhǎng)，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

瑞能半導(dǎo)體產(chǎn)品圖

SiC、GaN等第三代半導(dǎo)體材料具備高功率密度、低能耗、抗高溫等特性，在高壓、高頻率、高溫等 工作環(huán)境優(yōu)勢(shì)顯著，但是也存在一不足之處。國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的代表企業(yè)泰科天潤(rùn)營(yíng)銷(xiāo)副總秋琪表示：“浪涌是SiC材料所欠缺的能力，因?yàn)镾iC芯片的面積相對(duì)硅材料來(lái)說(shuō)，同樣的電流等級(jí)下芯片面積更小，所以它的浪涌能力不如硅材料。”泰科天潤(rùn)優(yōu)化了工藝，使得在不增大芯片面積的前提下，通過(guò)一些優(yōu)化的工藝使得浪涌能夠達(dá)到10倍甚至10倍以上的浪涌水平。

SiC的第二個(gè)缺點(diǎn)，材料硬度比較硬，VF不如硅材料低，所以其減薄的一致性突破度較好，然后又不開(kāi)裂，這是一個(gè)難度系數(shù)十分高的工藝。對(duì)于此，泰科天潤(rùn)營(yíng)銷(xiāo)副總秋琪提供了解決方案：“我們公司自主研發(fā)把SiC的減薄工藝給走通了，[敏感詞]一代的650伏小電流芯片VF可以達(dá)到小于等于1.3伏。SiC的減薄工藝使得我們?cè)黾恿撕芏嘈滦偷某】畹姆庋b，例如DFN5*6、DFN8*8等，甚至是SOD123。這些超薄的新型封裝，開(kāi)拓了SiC在消費(fèi)類(lèi)或者在其他對(duì)空間密度要求比較高的，像小基站的電源、消費(fèi)類(lèi)快充等領(lǐng)域的新應(yīng)用方向?！?

泰科天潤(rùn)自2011年起以IDM模式從事SiC器件的設(shè)計(jì)和制造，今年恰是第十年。據(jù)了解，泰科天潤(rùn)于2019年實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn)，在湖南新增一條年產(chǎn)60000片六寸片的晶圓線，目前產(chǎn)品型號(hào)已經(jīng)多大200多種，于PC/ 通信電源/光伏逆變器/充電模塊/車(chē)載電源等領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了批量出貨。

瑞能半導(dǎo)體產(chǎn)品圖

缺貨危機(jī)下暗生機(jī)遇

自2020年下半年以來(lái)，全球半導(dǎo)體陷入供應(yīng)鏈緊張的困境，功率半導(dǎo)體也卷入這場(chǎng)缺貨潮中，英飛凌、安森美、安世半導(dǎo)體等全球領(lǐng)先廠商先后發(fā)布漲價(jià)通知。

隨著功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已從工業(yè)控制和消費(fèi)電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電、5G等諸多市場(chǎng)，疊加下游需求持續(xù)高增，部分進(jìn)口產(chǎn)品的交期長(zhǎng)達(dá)52周，甚至更久。

瑞能半導(dǎo)體全球市場(chǎng)部總監(jiān)謝豐認(rèn)為，“除了疫情的持續(xù)影響，汽車(chē)、新能源和消費(fèi)電子的需求旺盛，相比于2020年，2021年的功率分立器件市場(chǎng)增長(zhǎng)大約在22%左右。”

“對(duì)于國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體來(lái)而言，這是一個(gè)很好的導(dǎo)入窗口，一些大客戶(hù)為了保證供應(yīng)鏈穩(wěn)定會(huì)加速導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)替換。因此建議國(guó)內(nèi)同行一定要把握住這個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)，加速導(dǎo)入，使得國(guó)產(chǎn)芯片在大客戶(hù)處占有一席之地。其中，對(duì)于IDM 國(guó)內(nèi)原廠來(lái)說(shuō)更是利好，一般客戶(hù)也會(huì)優(yōu)先考慮國(guó)內(nèi)有產(chǎn)線的原廠，能夠保證持續(xù)穩(wěn)定供貨。”泰科天潤(rùn)營(yíng)銷(xiāo)副總秋琪給出建議。

的確，在缺芯和漲價(jià)的雙重壓力下,越來(lái)越多的本土終端廠商或方案商在供應(yīng)鏈生態(tài)建設(shè)時(shí)逐漸開(kāi)始關(guān)注國(guó)內(nèi)品牌,國(guó)產(chǎn)替代迎來(lái)了新契機(jī)。

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