南砂晶圆计划建设全国最大8英寸碳化硅衬底生产基地

日期:2024-03-22 阅读:627
核心提示:国外行业龙头企业的30多年,我们仅用5年就赶上了

日前,在南砂晶圆总经理王垚浩在接受采访时表示,公司正在积极扩产济南厂区,计划将中晶芯源打造成为全国最大的8英寸碳化硅衬底生产基地,投资额15亿元,于2025年实现满产达产。

王垚浩表示:“6英寸时代,我们跟上了市场;8英寸时代,我们正领先全国,并达到世界先进水平。今年,公司投资扩产的重中之重将放在济南项目上,进而大幅提升8英寸碳化硅衬底产能,快速推进产品升级迭代速度。”

国外行业龙头企业的30多年,我们仅用5年就赶上了

众所周知,因具备禁带宽度大、热导率高、临界击穿场强高、电子饱和漂移速率高等特点,碳化硅衬底可有效突破传统硅基半导体器件及其材料的物理极限,开发出更加满足高压、高温、高功率、高频等要求的新一代半导体器件,目前已在5G通信、轨道交通、新能源汽车及充电桩、新能源、储能、大数据中心、工控等领域展开广泛应用场景。

“碳化硅功率器件在新能源汽车中的渗透率正在快速提升,目前主要应用于主驱逆变器、车载充电单元(OBC)、DC/DC车载电源转换器和大功率DC/DC充电器等领域,可在大功率、大电流等条件下有效降低损耗、提高效率并缩小器件尺寸与重量,进而显著提升消费者对新能源汽车最为关注的续航能力与充电效率,并降低整车成本。”王垚浩介绍道,例如主驱逆变器搭载碳化硅基MOSFET之后,基于系统效率的整体提升,可节电5%至10%,仅此一项成本节省空间便超过5000元。“正因于此,截至今年年初,配备碳化硅功率器件的新能源车型相较去年同期,已增长了数倍。”

然而,一边是爆发式攀升的市场需求及百亿级空间,一边却是碳化硅衬底制备领域高企的技术与工艺壁垒——既硬且脆的材料特性,考验重重的切割、研磨、抛光等加工环节,因尺寸变大呈几何倍数增加的生长、工艺难度,需重点解决的应力开裂、翘曲度过大等问题……

“这一产业在国外已经发展了30多年,美、欧、日等加速抢占全球第三代半导体市场,已形成三足鼎立之势。随着全球贸易摩擦持续,半导体作为信息产业的基石,一直是‘兵家必争’的焦点。”在王垚浩看来,用最短的时间突破技术关键“瓶颈”,解决“卡脖子”问题,追赶上世界碳化硅衬底制备技术水平,正是我国第三代半导体从业者的责任与使命、挑战与机遇。

2018年,秉持“聚沙成晶、科技报国”的愿景,依托山东大学晶体材料国家重点实验室徐现刚教授团队的技术成果,南砂晶圆于广州市南沙区注册成立。

“在技术团队逾10年的研发积累下,我们很快突破了碳化硅单晶生长及衬底制备技术,为其国产商业化奠定了良好基础。但这一行业除颇高的技术门槛外,还具备资金投入大、资本密集的特性,仅一台加工或检测设备便高达千万元。只有加强资本运作,切实推进‘四链融合’,才有望实现横向、纵向扩展,进一步夯实并提高市场份额。”王垚浩对记者表示。

2021年,南砂晶圆技术成果加速迭代,长晶与生产加工环节良率持续提升,正式启动导电型衬底研发,2022年领先行业研发出8英寸衬底并完成主要下游客户验证,2023年导电型衬底对部分客户进入批量供货阶段……

“从6英寸到8英寸,衬底面积扩大了近1.8倍,但难度系数是呈几何倍数提升的。这个过程中,公司投资方鲁信创投给予了我们极大的支持与信任,确保公司能够心无旁骛地在提升长晶良率、综合良率方面持续加大研发力度,着力提高加工工艺水平,并搭建起国内第一条完整的全自动激光切割流程设备线,实现了从零到一的突破。”王垚浩表示。

正是得益于对第三代半导体产业的深刻理解,以及在前瞻性技术研发布局上的不遗余力,南砂晶圆从4英寸起步、6英寸追赶到如今的8英寸领先,蹄疾而步稳,勇毅而笃行。

“公司通过多措并举,各环节协同发力,目前南砂晶圆的8英寸衬底产品各项技术参数已经位列国内第一梯队,并达到世界先进水平。在这一领域,国外行业龙头企业发展了30多年,我们仅用5年就赶上了。当下国外已经‘卡’不住我们了,差距只是在产能上。”王垚浩欣慰且骄傲地说道。

而如何在最短时间内实现产能攀升,满足持续旺盛的市场需求,打破“一片难求”的供给现状,确保高质稳定的供应能力,进而为推动我国新一代信息技术产业高质量发展、培育壮大现代产业体系提供有力支撑,成为南砂晶圆第二个“五年规划”中的重中之重。

在王垚浩看来,随着技术工艺的日益成熟、制备难度及成本的逐步下降以及产业链上下游的协同完善,碳化硅衬底价格下降趋势已然明朗,且较为可观。“对于行业发展而言是好事,必将进一步拓展应用场景。可以预见,未来只要涉及电力电子器件领域,在居民生活、工业生产的方方面面都会出现碳化硅的身影,空调、电冰箱……将更加节能省电、长久耐用。而这也对当下本就供不应求的衬底产能,提出了更高要求。”

基于此预期,在成立5周年之际,南砂晶圆对下一个5年的任务目标进行了调整明确。

“创业的前5年,我们的重点任务是通过持续研发创新,实现关键技术突破,搭建起自主、核心技术体系。如今进入第二个5年,公司将着力在规模化生产上下功夫,迅速提升产能,确保稳定供应,力争在未来5年内迈入这一行业的世界前列”。

王垚浩表示“8英寸衬底具备更大的芯片利用面积及成本优势,我们计划在济南项目全部建设8英寸衬底产能,逐步将其打造为公司主力产品,进而在以6英寸衬底为主的市场供给结构中实现异军突起、弯道超车。”

项目进度:

1月30日,据招标网站消息,南砂晶圆100%控股子公司中晶芯源的8英寸碳化硅单晶和衬底产业化项目正式备案。

根据山东新闻联播报道内容,该项目于2023年6月12日落地山东济南。南砂晶圆济南扩产基地负责人李树强表示:“技术团队主要核心力量为山东大学,计划在2025年满产达产,届时预计产值达到50亿元以上。”

来源:半导体信息

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