专访飞锃半导体CEO周永昌先生:国产碳化硅引领行业变革,产业发展迎新机遇

2023-11-09 13:44:00

2023年10月30日至11月1日,慕尼黑华南电子展在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办。本次展会聚集1100多家国内外知名企业,以“融合创新”为主题,关注热门技术应用包括5G、物联网、汽车、碳中和、第三代半导体、工业自动化、机器视觉、可穿戴设备、消费电子、智能家居等。

作为中国领先的第三代碳化硅功率半导体器件供应商,飞锃半导体受邀参加此次活动,并在现场展台集中展示了一系列创新成果,包括第三代SiC MOSFET产品、SiC二极管、新能源汽车、充电桩和光伏储能等热门领域的产品应用方案。


《未来半导体》作为此次展会的受邀媒体,有幸采访到飞锃半导体创始人兼首席执行官CEO周永昌先生,分享碳化硅器件的发展前景和市场趋势。

 

:请您介绍下飞锃半导体

 

周永昌:飞锃半导体是中国领先的第三代碳化硅功率半导体器件供应商,也是国内最早从事碳化硅器件研发的公司之一,我们率先成功地使用6英寸碳化硅(SiC)技术,实现国内该领域技术破冰。飞锃半导体总部位于上海,并在深圳、香港、北京等地均设有分子公司。公司采用CIDM策略,为新能源、光伏储能、充电桩等热门领域提供碳化硅产品,为碳中和提供解决方案。

 

:请您介绍下公司的碳化硅器件产品线,包括主要规格和应用领域

 

周永昌:公司主营产品有碳化硅MOSFET、碳化硅二极管。截止2023年第三季度,飞锃半导体碳化硅器件累计出货量超过2050万件。

 

碳化硅MOSFET覆盖了多种市场主流规格,耐压等级包含650V-1700V,导通电阻覆盖11-800mΩ,以满足不同电压应用的需求。飞锃半导体在2021年率先实现了碳化硅MOSFET的商业化量产,减少了对进口碳化硅的依赖,并逐步推动着国产替代的进程。Gen 2++650V 30/45/60mΩ和Gen2+ 1200V 35/70/160mΩ MOSFET并且通过了车规AEC-Q101可靠性验证和960V高压H3TRB加严测试。在2023年,也成功推出了第3代碳化硅MOSFET,进一步丰富了碳化硅MOSFET产品线。其中包括1200V 14/18/30/40/80 mΩ,采用了TO247-4和TO263-7封装形式。

 

碳化硅二极管型号多达70余个,涵盖了市面上的主流规格,采用了飞锃半导体的专有Buffer JBS结构、衬底减薄和低肖特基接触技术,还搭配了行业先进的封装。从2019年至今,飞锃半导体成为国内首批大规模生产和出货1200V碳化硅器件的公司之一,产品性能品质则达到了国际大厂的水平。

 

 图片

图片

图片

▲飞锃半导体主营产品

公司主打的1200V MOSFET 已大量出货,其中充电桩等新能源汽车领域也已实现大批量出货,且故障率为零,出货量呈稳步上升趋势。

 

目前,飞锃半导体的碳化硅产品主要应用在充电桩和光伏储能领域,都已向该领域头部企业大批量供货。车规级MOSFET与新能源汽车重点客户的合作已取得重大突破,在未来2-3年业务合作意向深度及广度不断延伸。

 

:公司目前的核心竞争力表现在什么地方?跟国内或者国际竞争对手相比,有哪些优势体现

 

周永昌:半导体行业是一个厚积薄发的产业,只有在技术、人才、产品和市场同步积累才能保障公司长足发展的竞争力。

 

人才方面,飞锃半导体汇聚了国内功率器件领域顶尖的人才团队,多位核心领导曾担任中芯国际、士兰微等公司的中高管,核心研发和市场团队来自意法半导体、英飞凌、安森美等国际领先的半导体公司,他们在FAB运营、晶圆大规模生产及制造等方面拥有高超的专业能力和丰富的经验,具备从设计到制造的全产业链资源。

除此之外,飞锃半导体在碳化硅器件领域进行了多年的研发,并积累了丰富的技术和经验,已获得超过40余项自主研发的专利,其中核心技术专利10余项,还有50余项专利在申请中。在国内功率器件领域中,技术的积淀和研发能力都处于领先地位。并且,国内企业在碳化硅器件的制造工艺和生产能力方面已经取得了很大的进展,能够满足市场需求。

依托于设计能力与工艺能力的双轮驱动,飞锃半导体在国内开创了多个先河:

率先实现由硅晶圆代工厂生产6寸碳化硅器件;率先生产并大量出货1200V碳化硅器件, 大大减少了进口依赖;率先在碳化硅二极管生产上采用Thinning Technology工艺;率先拥有自主专利的JBS架构;已经实现了汽车级产品并符合AEC-Q101标准;是少数实现了碳化硅MOSFET量产的公司。

 

与国际竞争对手相比,作为国内碳化硅企业在本土市场上具有一定的优势。国内市场对碳化硅器件的需求在不断增长,飞锃半导体具有较高的市场适应性和灵活性,能够更好地理解和及时响应本土客户的需求。此外,在成本控制方面也有一定的优势,能够提供更具竞争力的产品和价格。

 

:公司采用CIDM,是如何维系上下游供应链的关系

 

周永昌:对于采用CIDM模式的公司来说,维系上下游供应链的关系非常重要。

 

在外延和衬底方面,我们选择国外衬底原材料供应商和中电化合物建立稳定紧密的合作关系,以确保供应链的稳定和高效运作。而在芯片制作方面,我们与晶圆代工厂积塔半导体合作,积塔半导体是国内最早量产6英寸碳化硅器件的代工厂,通过他们的制造能力和资源,实现产品的生产和高质量交付。

 

:公司是否与合作伙伴共同开展研究项目或技术合作?如果有,您认为这种合作对于推动碳化硅器件行业的发展有何意义

 

周永昌:飞锃半导体一直与北京大学、香港大学、香港科技大学有着紧密的项目合作关系,共同开展了多个碳化硅材料和器件研究项目和技术合作。在2022年,还加入了香港应科院主导成立的“微电子技术联盟”,与香港多所知名高校共同研发碳化硅功率模块和碳化硅封装技术。

 

通过与这些高校的技术交流和合作,我们能够共同解决技术难题,加速技术创新和产品开发。此外,还可以加强资源整合和共享,共同培养微电子创新人才,一起研发具有中国特色的集成电路产品工艺,提高我们半导体行业的整体竞争力。

 

:碳化硅技术的优势是众所周知的,那么未来要强势崛起,还需解决哪些断点、堵点问题


周永昌:碳化硅产业链有着巨大的市场空间,但也有着较高的行业壁垒。尽管碳化硅技术对比硅具有许多优势,但发展上仍面临一些挑战,如制造工艺和成本等问题

 

首先,碳化硅器件的可靠性还需要改进,其中最为关键的是器件阈值电压(Vth)的漂移和栅氧可靠性,也是评价各家碳化硅MOSFET产品技术可靠性水平的核心参数。其次,碳化硅器件价格大约是硅器件的2-3倍,生产成本较高,限制了其大规模应用。

 

降低成本的方法:一是提高晶圆尺寸,从6英寸扩大到8英寸,在流片成本相差不大的前提下,8英寸晶圆片可以产出更多可用芯片,降低单个芯片的成本;二是通过先进工艺或设计,以减少芯片的面积;三是通过工艺优化提升良率。

 

由于碳化硅材料短缺,市场供不应求,供应链验证周期也较长,产业导入窗口期也有限。然而,随着后期市场的扩充、资本的投入、技术的优化,这些问题都能逐一击破。

 

:作为国内最早从事碳化硅器件研发的公司之一,请谈下碳化硅器件的发展和市场前景

 

周永昌:碳化硅作为第三代半导体材料的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业,被纳入了“十四五”产业科技创新相关发展规划。国家先后出台了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019版)》、《“战略性先进电子材料”重点专项2020年度项目》等政策来支持其发展。

 

“中国制造2025”计划中明确提出要大力发展第三代半导体产业,碳化硅器件应用在5G基建、新能源汽车充电桩、特高压及轨道交通等“新基建”各领域中。此外,我国也是全球最大新能源汽车市场,随着国内纯电动汽车与混合动力汽车渗透率不断提升,国内市场对碳化硅MOSFET的需求也在不断增加,碳化硅产业迎来巨大的发展机遇。

 

中国碳化硅技术虽然起步较晚,但却用了短短的几年追平了国外的研发水平,碳化硅衬底作为产业链的核心环节,国内衬底公司发展迅速。目前,全球碳化硅衬底的主要尺寸为6英寸,而国内领先公司也在朝着8英寸产线的发展方向努力。与国外大厂相比,差距逐步缩小。在碳化硅二极管领域,国内厂家技术发展成熟,达到国外大厂水平。在碳化硅MOSFET方面,我们碳化硅MOSFET也实现电压涵盖650V-1700V,尽管国产碳化硅MOSFET的导通电阻与国外大厂存在一些差距,但我们正在快速迎头赶上。国内厂家都在积极布局,未来有望在产业链上下游的深度协同合作下,实现国产碳化硅器件在所有应用领域的逐步替代。

 

在2015年,飞锃半导体就开始研发6吋碳化硅产品,并在这个行业中积累了多年的经验,如今终于迎来了国内碳化硅市场的蓬勃发展。

 

:公司未来的发展规划和目标

周永昌:目前,我们已经批量供应光伏储能和充电桩领域的头部客户,为进一步发展打下了稳定的基础。


下一步的规划是加强新一代碳化硅MOSFET研发,并积极布局新能源汽车领域。我们的车规级MOSFET产品已经送样给多家客户进行验证,并与新能源汽车领域的头部企业初步达成合作。同时,我们也在积极拓展该领域的其他客户,争取拿下更多市场份额。

 

周永昌

飞锃半导体创始人兼首席执行官CEO

周永昌先生在半导体领域拥有近30年的丰富经验和深厚造诣,曾在中芯国际、美光科技、德州仪器等国际知名半导体公司担任高管,在FAB运营、晶圆大规模生产制作、工艺集成、技术市场等方面具备丰富的经验,对半导体供应链有着深刻理解。
周永昌致力于开拓创新和持续改进,带领行业顶尖技术团队提供优秀的碳化硅产品,为碳中和提供解决方案。在他的带领下,2015年飞锃半导体率先成功地使用6英寸碳化硅(SiC)技术,实现国内该领域技术破冰。后续推出了各种SiC二极管和SiC MOSFET,并成功商业化大量出货,飞锃半导体将继续不断努力,为行业带来更多创新和突破。