InSemiTalk|瞻芯电子:百炼成钢!以“锻钢”精神直面SiC市场竞争

原创 碳化硅芯观察 2024-02-05 19:08

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导读:

2017年,在上海东南角滴水湖畔,瞻芯电子正式注册成立。2018年5月,瞻芯电子成功地在一条成熟量产的6英寸硅基工艺生产线上完成碳化硅MOSFET的制造流片。随着这第一片碳化硅MOSFET晶圆的诞生,瞻芯电子开启了意气风发的下一个5年。

2019-2020年,瞻芯的产品力进一步凸显,首先是公司的碳化硅二极管产品在麦格米特充电模块产品线上认证通过并启动小批量验证试产、1200V  SiC  MOSFET工艺平台开发成功,进入量产阶段。2020年,公司基于6英寸晶圆开发的1200V 80mΩ碳化硅MOSFET产品通过了工规级可靠性认证(JEDEC),奠定了瞻芯国内碳化硅产品领军企业的江湖地位。

2021-2022年,瞻芯进入跨越式发展阶段,首先公司的SiC MOSFET产品于2021年第四季度开始大批量“上车”应用,同时凭借碳化硅专用驱动芯片IVCR1402的优异性能,公司赢得知名Tier1客户的量产项目。更重要的是,2022年瞻芯电子建于浙江义乌的车规级SiC晶圆厂顺利交付投产。截至2022年底,公司汇聚了小米产投、上汽集团、小鹏汽车、北汽产投、广汽资本、阳光电源、锦浪科技、爱士惟、昱能、宁德时代等知名产业投资机构。

五年时间里,瞻芯完成了成套SiC器件工艺平台开发,克服了多种产品系列量产交付的挑战,还实现了由Fabless迈向IDM的战略转型,瞻芯电子攻克重重难关,闯出一条路来。2023年,瞻芯又是如何在多变的市场环境中,保持自身竞争力,奔赴下一个五年的机遇和挑战。我们听听瞻芯电子市场销售副总经理曹峻先生如何说:

Question 1:

2023年,瞻芯的碳化硅器件产品和市场进展有哪些好消息可以分享吗?

A:过去的一年,瞻芯电子重磅发布了第二代碳化硅(SiC)MOSFET系列产品,该系列产品为15V~18V驱动电压,兼容性更好;并且比导通电阻降低25%,性价比更高。当前第二代碳化硅MOSFET产品中有1200V 30mΩ,40mΩ,80mΩ,160mΩ;1700V 1Ω,650V 40mΩ和60mΩ等规格的产品已获得车规级(AEC-Q101)可靠性认证。

在产品封装方面,不仅有传统TO247插件封装,还推出了更紧凑的贴片封装器件,例如TOLL,TO263-7封装。近期,刚刚推出了首款车规级SiC塑封半桥模块,采用小巧轻薄的SMPD贴片封装,且具备顶部散热层,能简化系统的热管理设计,显著提升功率密度。
在控制芯片方面,瞻芯电子推出了升级版的图腾柱PFC模拟控制芯片IVCC1104,针对不同应用场景需求,设计了更加丰富的功能,能更好地支持高性能电源的开发和应用。
在驱动芯片方面,瞻芯电子推出了8款隔离型、单通道栅极驱动芯片IVCO1A0x,采用电容隔离技术,具有2种绝缘耐压等级:3.75kVrms和5kVrms, 同时有2种功能型号可选:分离式输出(IVCO1A01)和有源米勒钳位(IVCO1A02),而且4款车规级产品获得了AEC-Q100认证。此外,瞻芯电子还开发量产了升级版的双通道栅极驱动芯片IVCR2504,该芯片延续了经典的IVCR240x系列芯片的高速、安全、紧凑的特点, 并将拉灌电流峰值由4A增加到5A,驱动能力更强。
截止2024年初,瞻芯电子累计出货SiC MOSFET 6kk, IC 36kk, SiC SBD 8kk,而且得益于客户的认可和优异的产品力, 瞻芯电子收获了更多客户项目Design in 和Design win的机会。

Question 2:

瞻芯作为国内为数不多稳定产出SiC MOSFET 产品的IDM企业,对MOSFET 产品的可靠性做了哪些创新性的设计?


A:作为一家SiC功率半导体IDM企业,稳定地交付可靠的产品,是至关重要的。

瞻芯电子首先建立了严格的质量控制程序,从晶圆流片到产品交付之前,所有产品均经过严苛的筛选测试,以满足汽车级客户不同工况的要求。 实现了质量检测100%覆盖所有环节,确保交付的每一颗产品符合质量标准。

同时,瞻芯电子在浙江义乌SiC晶圆厂建立了完善的管理体系,先后获得了质量管理体系ISO9001认证,汽车行业质量管理系统IATF16949认证,环境管理体系ISO 14001认证,以及职业健康安全管理体系ISO45001认证。

瞻芯电子创新开发了锤击老化测试系统其中产生了3项自主专利技术,以模拟器件的真实运行环境,开展多种可靠性与老化测试筛查, 可以拦截早期失效器件,提升交付产品的可靠性。

Question 3:

汽车作为不得不突破的SiC主要应用市场,瞻芯当前针对汽车产业的产品组合和技术路线如何?未来三年的发展规划?


A:汽车应用的确是SiC的必争之地,为此瞻芯电子于2022年3月就完成了首批3大产品的车规级认证,包括SiC MOSFET, SiC SBD和驱动芯片。
瞻芯认为,对一家公司而言,产品迭代速度一定程度上就代表着生死攸关的市场竞争力。2023年瞻芯电子推出了第二代SiC MOSFET,公司的第二代SiC MOSFET进一步优化了栅氧化层工艺和沟道设计,使器件比导通电阻降低约25%,并显著降低开关损耗,提升系统效率。在AEC-Q101车规可靠性认证、短路测试、浪涌测试中等评估中表现优良。其中大部分都是车规级产品,并已进入量产阶段。
公司的SiC MOSFET产品从2021年第四季度开始上车,在过去两年的时间里面,尤其是2023年以来,我们已经进入到更多的汽车客户里面去了。当前我们在充电桩和车载应用方面均有相应产品。目前瞻芯电子总共量产了122款产品,其中28款车规级产品,涵盖了SiC MOSFET,SiC SBD,SiC Module和栅极驱动芯片。
未来3年,瞻芯电子的车规级产品的占比会大幅提升,同时将推出多款重磅的车规级产品,比如适用于汽车主驱的SiC功率模块和<17mΩ MOSFET晶圆还有车规级SIC专用的隔离型驱动芯片等,进而为汽车应用提供门类更齐全、规格更丰富的车规级碳化硅功率器件和驱动芯片产品。

Question 4:

光储市场今年碳化硅渗透率逐步升高,瞻芯在光储市场的产品定义逻辑是什么?当前的主力产品是什么?

A:我们产品定义逻辑主要是围绕客户需求展开,并持续创新,保持产品定义的前瞻性。


在当前的主力产品有:1200V 17mΩ/30mΩ/40mΩ,80mΩ,160mΩ,1700V 1Ω以及2000V的SiC MOSFET,SiC专用·比邻驱动™ IVCR140x,还有1200V 20A, 30A,40A的SiC SBD。


近几年随着光储行业的快速发展,SiC的下游应用得到较大提升,但整体占功率半导体市场占比仍不高。瞻芯的自有产线能够将设计与制造工艺更紧密结合,提升产品性能及可靠性,同时稳定的供货能力也为公司锁定更多光储客户的量产订单提供了有力保障。


Question 5:

国产SiC产能扩张迅速,SiC价格跌幅增快,部分企业甚至亏损销售,瞻芯如何看待产业“内卷”?

A:我们认为在光伏、储能、新能源汽车等下游市场的蓬勃发展下,碳化硅材料需求正呈现出井喷态势。ST、英飞凌、Wolfspeed、安森美等国际碳化硅器件厂商近乎包揽全球市场份额,并且纷纷宣布进一步加码扩产。

反观国内情况,从材料开始算的话,衬底、外延这两个环节起步超过10年了,截至目前已经发展到可以跟国际厂家公平竞争的一个阶段,也都进入了海外供应链。然而碳化硅产业链较长,设计衬底、外延、器件设计、器件制造、封测等环节,同时各环节对专业技术和资本投入都有着较高的门槛。
在碳化硅器件设计和制造环节,国内企业起步相对较晚,基本始于五六年前。包括瞻芯电子在内,截至目前都处于奋力追赶国际同行的阶段。

2023年,由于国际厂商供货正常化,以及国内新厂商的不断加入,使得市场出现短期内供过于求的情况,因此会出现“内卷”现象。

水滴石穿,国产品牌有自己的定位和价值意义,这种“内卷”也说明市场高度认可碳化硅产业的价值,瞻芯自2017年以来,潜心开发产品、服务客户,打下的基础扎实,让瞻芯有信心“超越内卷”

Question 6:

随着市场推动SiC应用白热化,SiC器件迈入全球化竞争,瞻芯对国内外SiC厂商竞争趋势的看法?

A:我们的第一款SiC Mosfet产品推出至今,已经在市场上持续出货超过3年的时间,所以也具备了可以跟国际巨头同台竞争的基本条件,但在大规模量产、长期可靠性和市场品牌等方面还有一定的差距。

这差距仍需数年来逐步缩小,而无法直接跳跃来跨过。国产产品在市场上还没有足够长的时间和足够多的数量,无法检验出在客户端应用时能保证很少失效或者没有失效。同样,在产品可靠性的全面评估方面,适配碳化硅的标准目前还在不断摸索中。

相比之下,国际厂商能够接触足够多的客户,更多的产品在客户端使用,且和客户在各种各样的要求下产生联动磨合,所以在以可靠性和使用寿命为产品核心要求的评估方面,他们做得很完备,而且他们有更多的资源来提供更多的数据。
上述这些均为国内碳化硅企业追赶的方向,市场口碑的建立需要时间和更多市场导入的机会来帮助企业完成。
// Question 7:
瞻芯如何看待全球碳化硅晶圆厂的8英寸进展方向?   
A:我们认为8英寸一定是未来的方向,如果瞻芯已经是一家成熟的上市公司,是一家规模比较大的主体,我们今天一定会开始布局8英寸碳化硅的研发。
然而,其同时强调,对当下规模的瞻芯电子而言,核心任务还是把现有的6英寸生产线以及产品打磨好,让生产线高效率地运转起来,让自己的产品进入到更多的客户,尽快成长为国内碳化硅芯片的领军企业。
基于8英寸碳化硅生态的成熟尚需几年时间,对我们这样一家成长型的创业企业而言,也还有时间窗口。届时,瞻芯电子或将采用更为灵活的策略加速赶上。

// Question 8:

2024如何再迈一步?

A:2024年瞻芯电子将进一步加强产品升级迭代,提升SiC晶圆产线良率,缩短交付周期,降低流片成本,为更广泛的客户及应用提供更加优质、可靠,且有性价比的SiC MOSFET/SBD产品。

同时,我们将在客户服务与现场技术支持方面,投入更多资源,并将努力在车载主驱应用上实现量产突破。

写在后面:

百炼成钢这四个字太适配瞻芯电子了。在国产化替代浪潮下,瞻芯一步一个脚印,在湍急的河水里摸着石头过河。前两周我们在一场小规模行业交流上见到了瞻芯的下游客户单位,听到了对瞻芯的真实评价:一家有工匠精神、潜心产品的优质企业。

锻钢的过程困难艰辛,炼成的钢材坚硬不摧。这些锻钢的过程,终会成为闪耀的历史。与碳化硅产业链同行共勉!

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,碳化硅芯观察转载仅为了传达观点,仅代表碳化硅芯观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系碳化硅芯观察。

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