国产碳化硅半导体材料企业的进阶样本天岳先进宗艳民：核心技术掌控在自己手中

原创科创板日报 2023-11-30 19:55

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宗艳民表示，衬底材料是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节。近年来，在“碳达峰、碳中和”的大背景下，光伏、储能等新能源行业迅猛发展，电气化和能源的高效利用推动宽禁带半导体行业迎来广阔空间。

记者 | 吴旭光

伴随着碳化硅国内生态的逐步完善，国产碳化硅产业链有望快速崛起。

“从半绝缘型产品到导电型产品；从2英寸起步扩径至8英寸；从赶超到全球供应，从济南工厂到上海临港工厂投产，公司之所以能够游刃有余，其背后的关键是因为我们完全掌握了碳化硅衬底的核心关键技术。”天岳先进董事长、总经理宗艳民在接受《科创板日报》记者采访时表示。

碳化硅衬底是天岳先进的核心产品及主要收入来源，该公司主营业务为碳化硅衬底的研发、生产及销售，产品包括半绝缘型和导电型碳化硅衬底。经过十余年技术积累，其已掌握涵盖设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等环节核心技术。

在宗艳民看来，目前，在国家“双碳”战略、全球电气化、数字化等发展趋势不断演进，碳化硅半导体迎来历史性机遇。

因此，即便在今年全球功率半导体市场增速放缓的背景下，天岳先进仍然大举扩产。据悉，该公司位于上海临港工厂已于今年5月开始产品交付，根据目前市场情况预计，原计划临港工厂年30万片导电型衬底的产能产量将提前实现，第二阶段96万片产能规划也已启动。

此外，针对11月29日智能汽车解决方案BU董事长余承东提及“智界S7全系搭载800V碳化硅高压平台”，天岳先进碳化硅衬底产品是否导入华为汽车供应链体系，该公司并未正面回复，仅表示，天岳先进在下游汽车客户拓展方面，已于2022年4月取得了IATF 16949：2016质量管理体系认证证书，标志着公司取得了进入国内外汽车行业供应链的准入通行证。

▌核心技术掌控在自己手中

碳化硅是第三代半导体产业发展的重要基础材料，碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能，相比传统硅基半导体可以降低50%以上的能量损失，最高可以使装备体积减小75%以上。能够有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化要求。

碳化硅有望成为未来被广泛使用的制作半导体芯片的基础材料。

作为碳化硅制造核心环节之一的碳化硅衬底市场，目前国外厂商掌握话语权。不过，随着碳化硅半导体材料需求趋势的明确，国内的产业链公司也在加速布局碳化硅衬底等领域，天岳先进正是该趋势的代表企业之一。

“做任何产业都有核心点，不同产业都有不同的核心技术难点。”宗艳民向《科创板日报》记者表示，碳化硅生产过程分为材料制备、器件制造、封装测试三大步骤，对应的是产业链材料、芯片、器件与应用四大环节，整个工艺链条生产验证环节复杂、验证周期长。其中，衬底材料是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节，“从全球碳化硅产业链来看，关键还在与衬底材料继续突破，是一个从上至下的推进过程。”

据了解，当前，天岳先进已全面掌握设备设计、粉料合成、衬底生长、衬底加工等环节的核心关键技术。“如果说碳化硅衬底的难点在材料端，那么材料端的难点则在缺陷管理上，目前天岳先进在缺陷管理方面已经走在了全球前列。”宗艳民表示。

据知名调研机构数据显示，该公司在此领域积累的知识产权数量位列全球前五，并且是其中唯一的中国企业。

以长晶环节为例，碳化硅晶体生长的温度在2200摄氏度以上，且生长过程无法及时观测，同时碳化硅又有上百种晶态。“在这样严苛的条件下，生长出大尺寸、没有误差，且为同一晶态的晶体并不简单。”宗艳民表示。

在部分业内人士看来，制约碳化硅发展的主要因素在于碳化硅衬底企业的长晶工艺，原料晶柱的质量不稳定带来的良率问题，导致碳化硅器件的成本过高，制约了碳化硅器件的大规模普及。

从目前的产业发展趋势来看，该环节只能靠企业长期的研发投入以及时间的沉淀。根据CASA数据，预计在2026年之前，随着技术的改进和产量的提升，碳化硅衬底的价格有望每年下降5%-10%。

那么，碳化硅衬底如何打破生产瓶颈，谋求更长远的发展？

以天岳先进为例，近年来，该公司研发投入较大，其工程化试验数据为技术和良率的持续改进提供了关键支持。

其中，天岳先进依托国家地方联合工程研究中心、国家博士后科研工作站等研发平台，为研发团队的技术创新和人才培养提供有力支撑，并持续加大研发投入。“天岳先进是一个典型的科创型企业，坚持科技创新是公司不变的追求，每年公司研发投入占比，达到了销售收入的20%以上。”宗艳民表示。

目前,我国“十四五”规划已将碳化硅半导体纳入重点支持领域。“碳化硅半导体核心技术必须掌控在我们自己手中。”宗艳民说道。

▌本土化发展趁势崛起碳化硅衬底一片难求

近期，碳化硅又火了。

11月28日，华为宣布，智界S7汽车搭载全新华为“巨鲸”800V碳化硅高压电池平台。受“智界效应”影响，碳化硅多只概念股走强，11月29日，民德电子、宇环数控股价纷纷20CM涨停，天岳先进盘中也一度涨幅超7%。

将时间线拉长，早在2018年，特斯拉在Model 3上使用碳化硅。随后五年内，碳化硅市场的增长在很大程度上依赖于特斯拉。

而特斯拉在吸引其他车企争先恐后地使用碳化硅器件后，却突然宣布新车型砍掉75%碳化硅用量。

今年3月，特斯拉在投资者日活动上宣布，其下一代电动车的碳化硅用量将大减75%。无论特斯拉出于何种考虑，该举动无疑给碳化硅行业泼了一盆冷水。

一时间，特斯拉此举究竟意欲何为? 碳化硅产业发展前景又将如何？

对此，有业内从业人士对《科创板日报》记者表示，“这是一种商业行为，不是技术行为。或可以看成特斯拉传达的潜台词是向碳化硅产业表示，目前有效产能太小。实际上，在特斯拉新一代量产的Model 3中，碳化硅器件用料或并未减少。”

上述业内从业人士接着举例称，“有市场公开数据初步统计，每两辆特斯拉Model 3的碳化硅器件，就需要一片6英寸碳化硅衬底来支撑；此外在‘双碳’大背景下，到2035年，我国大概有1亿辆左右的汽车要更换成电动汽车，每年6英寸衬底的需求都在千万片级。因此这是一个巨大的蓝海市场。”

支持该观点的业内人士不在少数。德国半导体大厂英飞凌就曾表示，“现在的新车，只要能用碳化硅的地方，便不会再用传统功率器件。”

有半导体领域投资人士表示，当前，碳化硅衬底供需颇为紧张，全球面临着“缺衬底”的待解难题。根据云岫资本的测算，未来三年市场面临当前产能三倍的碳化硅衬底缺口。

种种迹象表明，碳化硅“上车”已是大势所趋。

可以看到，今年以来800V车型密集发布，而碳化硅则是800V高压快充标配，已有小鹏G6、极氪X、智己LS6等多款20-25万元价格段的标配碳化硅车型上市，未来仍将有同价格段车型如极氪007等上市。

碳化硅半导体行业目前仍然属于前沿新兴领域，随着碳化硅技术在电动汽车等领域的应用，碳化硅技术更广泛的应用在加速渗透。特别是800V系统平台的发展，碳化硅技术将进一步体现突出优势。

值得一提的是，天岳先进重视与产业链下游头部客户的长期战略合作，持续拓展国内外不同类型客户，扩大其业务规模。

今年4月，天岳先进披露其与全球汽车电子知名企业博世集团签署了导电型碳化硅衬底的长期供应协议。同时，天岳先进与英飞凌等国际半导体知名企业加强合作，未来有望加速出海，进入更多国际大厂的供应链。

此外，近年来，在“碳达峰、碳中和”的大背景下，光伏、储能等新能源行业迅猛发展，电气化和能源的高效利用推动宽禁带半导体行业迎来广阔成长机遇和空间。

受益于碳化硅器件需求旺盛，天岳先进10月27日晚间发布三季报显示，2023年前三季度实现营收8.25亿元，同比增长206.06%；实现净利润-6825.34万元，同比上升42.05%。

天岳先进表示，随着上海临港工厂产能加速释放，规模效应逐步体现。

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