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)體市場不斷有新玩家涌入，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長的態(tài)勢。根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)，預(yù)計至2021年全球市場規(guī)模將增長至441億美元，年化增速為4.1%。

聚焦國產(chǎn)功率半導(dǎo)體，加速布局之勢不容小覷。IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，2018年中國功率半導(dǎo)體市場需求規(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)度相對較小，眾多產(chǎn)業(yè)人士認(rèn)為，功率半導(dǎo)體將是實現(xiàn)國產(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”，揚杰科技、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、瞻芯電子、基本半導(dǎo)體等國內(nèi)功率器件代表企業(yè)都在摩拳擦掌向前沖。由國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體電子信息媒體芯師爺舉辦的第三屆“硬核中國芯”，匯聚了有影響力、有潛力的國產(chǎn)芯企業(yè)，其中不乏優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體廠商。

視頻來源：芯師爺·“硬核芯聲”專題采訪

第三代半導(dǎo)體“火了”

8月14日，我國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，全球市場處于初期階段，在政策的激勵下，國內(nèi)相關(guān)項目如雨后春筍般在多地開展起來。根據(jù)CASA數(shù)據(jù)，2020年，我國第三代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值超過7100億。

作為國內(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)體全球市場部總監(jiān)謝豐介紹：“自2018年以來，瑞能半導(dǎo)體陸續(xù)推出了第四代的快恢復(fù)二極管平臺和第五代的軟恢復(fù)二極管平臺。2021年初，我們釋放了第六代的SiC二極管產(chǎn)品，與國際一線廠商技術(shù)保持一致。年內(nèi)我們還將釋放SiC-MOSFET的產(chǎn)品，同時我們的團(tuán)隊正在研發(fā)碳化硅模塊的產(chǎn)品，也即將投放市場。我們的目標(biāo)是為客戶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)體走過了五十年的歷程，但是作為一個獨立品牌，僅有六年的運營時間。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)品門類的功率半導(dǎo)體公司，與中國的半導(dǎo)體市場共同成長，取得了長足的進(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)勢顯著，但是也存在一不足之處。國內(nèi)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的代表企業(yè)泰科天潤營銷副總秋琪表示：“浪涌是SiC材料所欠缺的能力，因為SiC芯片的面積相對硅材料來說，同樣的電流等級下芯片面積更小，所以它的浪涌能力不如硅材料?！碧┛铺鞚檭?yōu)化了工藝，使得在不增大芯片面積的前提下，通過一些優(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的第二個缺點，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，然后又不開裂，這是一個難度系數(shù)十分高的工藝。對于此，泰科天潤營銷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增加了很多新型的超薄款的封裝，例如DFN5*6、DFN8*8等，甚至是SOD123。這些超薄的新型封裝，開拓了SiC在消費類或者在其他對空間密度要求比較高的，像小基站的電源、消費類快充等領(lǐng)域的新應(yīng)用方向。”

泰科天潤自2011年起以IDM模式從事SiC器件的設(shè)計和制造，今年恰是第十年。據(jù)了解，泰科天潤于2019年實現(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)品型號已經(jīng)多大200多種，于PC/ 通信電源/光伏逆變器/充電模塊/車載電源等領(lǐng)域都實現(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，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，疊加下游需求持續(xù)高增，部分進(jìn)口產(chǎn)品的交期長達(dá)52周，甚至更久。

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

“對于國產(chǎn)半導(dǎo)體來而言，這是一個很好的導(dǎo)入窗口，一些大客戶為了保證供應(yīng)鏈穩(wěn)定會加速導(dǎo)入國產(chǎn)替換。因此建議國內(nèi)同行一定要把握住這個千載難逢的機(jī)會，加速導(dǎo)入，使得國產(chǎn)芯片在大客戶處占有一席之地。其中，對于IDM 國內(nèi)原廠來說更是利好，一般客戶也會優(yōu)先考慮國內(nèi)有產(chǎn)線的原廠，能夠保證持續(xù)穩(wěn)定供貨。”泰科天潤營銷副總秋琪給出建議。

的確，在缺芯和漲價的雙重壓力下,越來越多的本土終端廠商或方案商在供應(yīng)鏈生態(tài)建設(shè)時逐漸開始關(guān)注國內(nèi)品牌,國產(chǎn)替代迎來了新契機(jī)。

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