碳化硅功率器件與模塊雙驅(qū)發(fā)力，上海瀚薪加速推進產(chǎn)業(yè)升級

瀚薪擁有自主知識產(chǎn)權(quán)及專利的器件設(shè)計和工藝研發(fā)的能力，并另外開啟了碳化硅模塊賽道，這離不開其前期構(gòu)建的技術(shù)基石和豐富的研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗。

第三代半導(dǎo)體的“風(fēng)口”已呼嘯而至?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》已將推動“碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展”寫入了“科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)”部分。據(jù)Yole指出，與傳統(tǒng)解決方案相比，采用碳化硅的解決方案可使系統(tǒng)效率更高、重量更輕及結(jié)構(gòu)更加緊密。以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體成本的逐漸降低，以及在5G、毫米波通信、新能源汽車、光伏發(fā)電、航空航天等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求激增，未來市場發(fā)展前景廣闊。

上海瀚薪致力于研發(fā)和生產(chǎn)寬禁帶半導(dǎo)體功率器件及功率模塊，是目前國內(nèi)唯一一家能大規(guī)模量產(chǎn)車規(guī)級碳化硅MOSFET、二極管并規(guī)模出貨給全球知名客戶的本土公司。今年年初，瀚薪設(shè)立模塊公司，采用自有SiC MOSFET和二極管設(shè)計高功率密度模塊，以IDM模塊公司的全新形象面世。4月14日至16日，上海慕尼黑電子展在新國際博覽中心成功舉行，探索科技（techsugar）與上海瀚薪科技董事、運營總監(jiān)胡佑周博士，就第三代半導(dǎo)體的技術(shù)發(fā)展、碳化硅功率器件的增量市場以及企業(yè)發(fā)展規(guī)劃等問題進行了探討。

圖：上海瀚薪科技董事、運營總監(jiān)胡佑周博士

技術(shù)基石穩(wěn)固，模塊業(yè)務(wù)延長產(chǎn)品線

探索科技（techsugar）了解到，瀚薪在上海新國際博覽中心N3館展出碳化硅器件，同時在N2館設(shè)有展臺展出模塊產(chǎn)品，雙展位均有大量參會者觀覽交流。胡佑周介紹說，模塊在公司業(yè)務(wù)中重要性提高是瀚薪今年最大的變化。

瀚薪的業(yè)務(wù)集中于寬禁帶功率模塊的設(shè)計和開發(fā)，SiC、GaN功率半導(dǎo)體的設(shè)計和開發(fā)；集成電路產(chǎn)品的研發(fā)和銷售；車載電子產(chǎn)品等。其業(yè)務(wù)涉及的行業(yè)包括新能源車的OBC/DC-DC/充電樁、光伏逆變器、通信電源、高端服務(wù)器電源、儲能、工業(yè)電源、高鐵、航天工業(yè)等。瀚薪擁有碳化硅MOSFET、集成型碳化硅JMOSFET、肖特基二極管，以及全碳化硅模塊產(chǎn)品，產(chǎn)品線齊全。

瀚薪獨創(chuàng)集成型碳化硅JMOSFET（JBS integrated SiC MOSFET）結(jié)構(gòu)技術(shù)，擁有自主設(shè)計、全球唯一量產(chǎn)的SiC JMOS產(chǎn)品，實現(xiàn)了碳化硅的DMOSFET和JBS（肖特基二極管）的芯片內(nèi)集成，從而可以滿足電力電子應(yīng)用中對高功率密度規(guī)格、高效率的需求，實現(xiàn)對芯片面積與電容特性的有效控制，提升應(yīng)用系統(tǒng)效率同時增加功率密度。

瀚薪的部分碳化矽肖基特二極體

瀚薪的SiC DMOSFET開關(guān)器件，包括車規(guī)級650V/1200V/1700V系列碳化硅二極管和MOSFET均已規(guī)模量產(chǎn)；按照歐洲新能源車企要求開發(fā)的3300V系列也已量產(chǎn)，正在導(dǎo)入供應(yīng)鏈。瀚薪二極管經(jīng)過幾代技術(shù)更迭，Vf可以做到1.3V左右，透過集成肖特基二極管對壓降（Voltage Drop; VSD）特性帶來顯著改善，為電力電子應(yīng)用提供可靠性保證。

瀚薪采用自有SiC MOSFET和二極管設(shè)計高功率密度模塊，已量產(chǎn)出貨650V/1200V的全碳化硅功率模塊，1200V功率模塊用于新能源電驅(qū)，是一款推向全球的HTP模塊。另外，在碳化硅MOSFET的單管電流這一重要參數(shù)上，瀚薪可根據(jù)客戶需求靈活開發(fā)，比如應(yīng)用于汽車電器的模塊，相同芯片的電流大小可由600A升至750A以上。

圖：瀚薪展會現(xiàn)場展出的高功率密度模塊

瀚薪擁有自主知識產(chǎn)權(quán)及專利的器件設(shè)計和工藝研發(fā)的能力，并另外開啟了碳化硅模塊賽道，這離不開其前期構(gòu)建的技術(shù)基石和豐富的研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗。上海瀚薪一直以來專注于投入SiC與GaN的材料特性、制程工藝與功率半導(dǎo)體設(shè)計及電力電子應(yīng)用的相關(guān)研究。經(jīng)過多年在碳化硅領(lǐng)域的深耕和積累，2014年瀚薪完成了650V／1200V全系列碳化硅肖特基二極管產(chǎn)品的量產(chǎn)和車規(guī)認證，最大單管電流達到100A；2017年量產(chǎn)650V/1200V全系列碳化硅MOSFET并通過車規(guī)認證，最低內(nèi)阻可達20毫歐。

碳化硅功率器件增長點：

新能源汽車、光伏與軌道交通

胡佑周認為，新能源汽車、光伏與軌道交通將是碳化硅功率器件市場的新增長點。

如今整個行業(yè)的應(yīng)用都在向高頻化和輕薄化發(fā)展，對功率器件模塊小型化和更高功率密度需求強烈，這要求硬件具有更好的散熱性能和效率。碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料，與第一、二代半導(dǎo)體材料相比，具有更寬禁帶寬度、更高擊穿電場、更高熱導(dǎo)率、更高電子飽和速率及更高抗輻射能力，更適合新能源、光伏與軌道交通等對高溫、高頻、抗輻射有要求的行業(yè)。

新能源汽車。新能源汽車給電池、OBC/DC-DC/充電樁帶來了新的增量，650V/1200V的碳化硅器件在充電樁市場的需求很大。

光伏。用于光伏逆變器的功率器件正朝著高溫、高頻、低功耗、高功率容量及智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新工藝硅基功率器件正不斷出現(xiàn)，隨著需求推動碳化硅功率半導(dǎo)體器件會走向另一個技術(shù)高度。

軌道交通。硅基器件的研發(fā)已逼近物理極限，化合物半導(dǎo)體前景廣闊，地鐵、高鐵等軌道交通過去使用拉閘式機械式開關(guān)，如今要做數(shù)字化，用固態(tài)方式來實現(xiàn)更可靠更穩(wěn)定可控的要求，胡佑周也看好這部分市場。

另外，胡佑周提到，雖然不如上述三個領(lǐng)域的需求集中，電源與醫(yī)療領(lǐng)域客戶數(shù)量可觀。目前碳化硅器件的成本比硅大概貴5到6倍，但還在持續(xù)下降過程中，這些領(lǐng)域的市場需求會逐步釋放出來。

結(jié)語

上海瀚薪團隊在碳化硅領(lǐng)域的深入挖掘和探索已有10年累積，其研發(fā)人員占比在70%以上，核心團隊由20多位在半導(dǎo)體行業(yè)耕耘多年的專家組成，研發(fā)核心人物胡佑周曾在臺積電（全球前三大半導(dǎo)體公司）、美國格羅方德、聯(lián)華電子（UMC）等國際半導(dǎo)體公司的新加坡分公司主管納米級芯片研發(fā)工作十年以上。團隊的研究項目涵蓋碳化硅材料研究、功率器件設(shè)計、晶圓制造工藝、碳化硅模塊設(shè)計以及應(yīng)用開發(fā)等。

目前國內(nèi)碳化硅產(chǎn)品主要依賴進口，汽車產(chǎn)業(yè)鏈對此依賴程度尤為突出。發(fā)展至今，瀚薪已擁有深厚的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的器件設(shè)計和工藝研發(fā)的能力，突破了國外大廠在碳化硅技術(shù)上的壟斷。據(jù)胡佑周描述，近兩年，隨著國內(nèi)對進口替代的需求增加和碳化硅成本的下降，憑借優(yōu)異的品質(zhì)、良好的性能和成本優(yōu)勢，瀚薪的全線產(chǎn)品在歐、美、亞一些國家已大規(guī)模使用，國內(nèi)也有多家車企開始對瀚薪的產(chǎn)品進行驗證。胡佑周表示，性能、產(chǎn)品、服務(wù)、品牌是瀚薪運營過程中最看重的四個要素，瀚薪扎根于本土，將繼續(xù)以國際品牌、國際生產(chǎn)品質(zhì)和國際技術(shù)水平來要求自己，為電力電子行業(yè)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。