回首2023，碳化硅和氮化镓行业取得了哪些进步？出现了哪些变化？2024将迎来哪些新机遇和新挑战？

为更好地解读产业格局，探索未来的前进方向，行家说三代半、行家极光奖联合策划了《行家瞭望——2024，火力全开》专题报道。

本期嘉宾是安海半导体副总经理曾昭雄，曾总在访谈中分享了很多干货：

• 计划建设一座高规格的晶圆厂，来开发新产品新工艺，来保证稳定的产能供应；

  
  

• 已经将SiC MOSFTE应用到航空、航海、工业自动化控制、工程机械、矿车、特高压等技术要求更高的产业；
  

  
  

• 2027年SiC在汽车市场规模会在1000亿~1200亿，国内企业亟需提升3个方面的能力。

  
  

• 将推出第二代沟槽型SiC MOSFET，15毫欧良率提升到85%，40毫欧良率超过95%，比硅更具性价比。

更多访谈内容请往下看，另外，接下来还将有更多的领军企业参与《行家瞭望》，敬请期待！

供应链实现全国产化

计划建设SiC晶圆线

行家说三代半：过去一年， 贵公司主要做了哪些关键性工作？

曾昭雄：为了满足客户需求与适应竞争环境，2023年安海主要在供应链整合，产品升级迭代，为客户提供更多的应用方案，提高与客户粘性上做了很多努力。

（1）确保交货稳定方面，海外代工产能主要用来进行沟槽工艺的升级与开发，将大部分代工产能转移至台湾与内地，主驱级产品也实现100%国产化并完成了客户验证并开始批量供货。 

（2）2023年5月，将总部从广州迁移到安徽合肥，并计划建设一座高规格的晶圆厂来开发新产品新工艺，来保证稳定的产能供应。

（3）不断加强研发投入，加强技术服务团队建设，已达到为客户提供从芯片、模块、应用方案一站式的技术支持与全套方案定制的能力。

（4）持续投入沟槽型产品与1700V以上特高压产品的研发，产品的功率密度进一步提升，第二代沟槽型工艺也在积极推进中，功率密度较第一代沟槽有15%的提升， 3300V以上的产品也完成设计正在工程流片中。

SiC实现多领域突破：

主驱、飞行器、水下推进器、工程机械电机

行家说三代半：2023 年贵公司取得了哪些成绩？你们实现增长的战略是什么？

曾昭雄：（1）目前国外已经有在载人飞行器与水下推进器中采用SiC技术，国内方面，安海半导体的SiC功率模块以及电控方案已经通过1-2人的飞行汽车厂商验证，已实现批量生产交付。

（2）通过自主开发的栅氧工艺技术，我们的SiC MOSFET在国内两家新能源汽车主驱已实现量产上车，在工程机械电机驱动等应用中实现了2万小时持续模拟老化实验中没有衰退，现已开始批量供货。 

（3）最新研发的第二代沟槽产品1200V 15毫欧沟槽型MOSFET工程片已从实验线上流出，从初步测试情况来看，只需要调整设计来解决漏电电流偏大的问题。

（4）战略方面，为了进一步适应SiC产品降本趋势，安海与国内知名的碳化硅衬底厂商签订了战略合作协议，保证衬底材料在特殊规格的供应，产能的稳定及价格的优势。

国产SiC衬底、晶圆进步迅速

以IDM模式和沟槽技术应对竞争

行家说三代半：您认为 2023 年整个行业取得了哪些新的进步（包括市场、技术等）？

曾昭雄：材料方面，国内6英寸良率不断提升，成本持续下降，不仅完成进口替代，更是出口到了海外市场。国内的8英寸衬底也有几个厂家推出，并通过初步验证。

晶圆制造方面，各工厂的良率提升也较为迅速，多个工厂突破了90%良率大关。

在芯片方面，SiC MOSFET 芯片与模块已经从充电桩、OBC、光伏逆变的应用竞争阶段，进入到新源汽车主驱、工业控制、工程机械等更高阶应用。在批量应用与降低成本方面，各家都取得了不同程度的成果，也代表着SiC MOSFET的产品技术不断提升与高可靠性和竞争更加激烈。

行家说三代半：在降本增效方面，2023 年最值得关注和重视的新变化是什么？

曾昭雄：第一，国际头部企业正在迅速扩充产能，国内晶圆厂也在加大投资力度，将实验线转化成具备大规模量产供应的生产线。

第二、国内众多设计公司都在努力向IDM转型，安海也在整合供应链，并自建碳化硅晶圆厂。

行家说三代半：成本是把双刃剑， 行业规模化发展需要接近硅器件的低成本， 但也要防止被低价所反噬， 您如何看待行业的低价和同质化竞争？ 贵公司有哪些好的做法和建议？

曾昭雄：第一， 通过提升良率和产品设计工艺来降低成本，而不是一味选择低成本材料或者选择物理性能降档的材料来降低成本。我们第二代沟槽型SiC MOSFET较平面高密度产品功率密度提高20%，1200V 15毫欧良率已经从最初的70%提升到现在的85%，1200V 40毫欧与650V 30毫欧良率超过95%。

第二，通过提升产品性能，提高一致性与可靠性，降低失效率，并整合优化应用方案的形式来降低整个方案成本来提升竞争力，避免只局限于同质化的产品在价格上的竞争。

SiC有望全方位取代硅

一站式服务打开航空、航海、工控等市场

行家说三代半：经过前些年的铺垫， SiC / GaN 技术目前在许多应用场景都很活跃， 展望 2024 年， 您认 为行业最大的机会在哪里？ 贵公司将如何开拓这些市场？

曾昭雄：（1）行业最主要的机会还是在新能源汽车、充电桩、工业电源、光伏逆变、储能电源、风力发电、轨道交通等领域。

随着SiC性价比不断的提高，不排除未来只要能应用硅MOSFET的产业或是产品都有机会应用，当前安海已经将SiC MOSFET应用到航空、航海、工业自动化控制、工程机械、矿车、特高压等技术要求更高的产业。

（2）为帮助客户快速由硅MOSFET向SiC MOSFET方案过渡，我们可以为客户提供完整的电机驱动解决方案与电源类产品解决方案，包含不同电机种类的200KW以内的自适应正弦波电驱方案，从产品设计前沿调研，到项目论证可行性、项目规划书、项目完成时间定义、设计原理图、产品BOM表、重点器件MCU或是DSP源代码，以及整体工业结构设计等一站式服务。

（3）现在与客户一起完成了航空电机驱动、航海电机驱动、工程机械行走电机驱动、油水泵机电驱动、各液压功能设备电驱动方案的研发与批量应用。驱动方案均使用100%国产化芯片，峰值电效率最高99.5% ，驱动方案自研全部源代码，100%自编算法源代码 , 无算法封装库，无编码器模式时使用拓展卡尔曼滤波观测器，该观测器不常见于普通变频产品，适用于高性能伺服系统。观测器以最小方差估计为基础、通过递推方法，实现系统自适应控制，满足客户高性能、成本低的要求。

汽车需求或超1000亿

3大能力决定国产SiC能走多远

行家说三代半：未来几年，整个行业将面临的挑战有哪些？贵公司将如何面对并解决挑战？

曾昭雄：我们预测到2026或2027年，整个碳化硅已经不能只靠技术领先性来占领市场，2027年整个新能源汽车产量将达到4000~5000万辆的产量规模，SiC在汽车市场的规模会在1000亿~1200亿，这就需要供应商有完善稳定的供应能力来占领这个市场，面对这个巨大的市场需求，需要各厂商有自己的工厂来保障产能稳定性，便宜的价格、高良率、高一致性、高可靠性。

我们认为，国内企业亟需提升3个方面的能力：

第一、降本能力

国内的大量投资会带来国内产业升级，国外前五大厂商在产能与技术上也在往上升级。国外厂商会以技术领先优势陆续推出功率密度更高的沟槽型MOSFET以及超结MOSFET，甚至IGBT与国内来拉开差距。我们国内企业目前需要努力的就是打通全产业链，从材料到晶圆制造端提升良率、一致性、可靠性等手段来降制造成本。

第二、成熟方案能力

碳化硅是一个中间功率半导体器件产品。全行业在这种第三代新的功率半导体器件应用技术推广方面还面临很多挑战，需要较长时间来推广。未来十年主要是650V以上的应用市场，市场推进速度取决于应用 SiC解决方案的推广应用速度，在各个领域必须要国内方案商推出成熟的解决方案。

中国的厂商一定要加强这个方案环节，要有成熟可靠的方案才能把碳化硅产品投送到用户手里，跟用户一道去解决应用层面的产业升级问题，做出对用户有价值的应用方案，这个需要整个中国厂商一起共同努力，这也是安海未来要去积极面对的重要事情。安海在技术方案应用端，投入应用团队在各个领域服务客户，从功率芯片、模块各种参数以及应用方案上可提供全面的定制化服务，解决客户产业升级痛点问题。

第三、高压器件能力

汽车市场未来的方向会往800V甚至是1000V的电池平台升级，那么SiC的需求电压会集中在1200V、1700V。汽车市场以外主要发展方向在永磁无刷电机控制大功率电源与特高压两个领域，另外就是精密电源、自动化控制等市场，尤其是3300V以上特高压领域一片巨大的蓝海市场。 

转型、品质、沟槽技术

三举措让SiC比硅更具性价比

行家说三代半：2024 年，贵司定下来了哪些规划和目标？

曾昭雄：(1)安海半导体 IDM公司的成功转型，从一家半导体设计公司到拥有自己的晶圆制造线、中测、封装等完整半导体产线，后续可以全方位的满足客户需求。

(2)2023年SiC 碳化硅功率器件应用市场份额达到 500亿，可是大部分份额被国外头部SiC碳化硅功率器件品牌所获得，国内SiC碳化硅功率器件品牌还是任重而道远，需要努力提高产品品质、可靠性和性能。安海半导体在SiC MOSFET 上的持续研发投入和技术攻关，未来安海的方向是降本增效，开发与时俱进的高可靠性、高性能、高性价比功率器件半导体产品出来。

安海2024年将通过自建晶圆产线的调整，有望将SiC MOSFET成本再降低50%，并且推出第二代沟槽型SiC MOSFET，相比较平面高密度产品可将功率密度再提高20%，短路能力达到4.5-6微秒，让SiC相比硅更具性价比。