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聚焦中高端功率半导体产品研发,「赛晶半导体」推出车规级HEEV封装SiC模块|项目报道

作者:36氪 来源: 头条号 55309/16

文|沈筱、子渝编辑|王与桐作为电能转换和电路控制的核心,功率半导体在电力电子行业中扮演着重要角色。近年来,受益于国内新能源产业的迅猛发展,功率半导体,尤其是IGBT(绝缘栅双极晶体管)和SiC(碳化硅)两大核心元器件,得到了越来越多的关注。

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文|沈筱、子渝

编辑|王与桐

作为电能转换和电路控制的核心,功率半导体在电力电子行业中扮演着重要角色。近年来,受益于国内新能源产业的迅猛发展,功率半导体,尤其是IGBT(绝缘栅双极晶体管)和SiC(碳化硅)两大核心元器件,得到了越来越多的关注。

但现阶段,IGBT和SiC的国产化率仍然较低。“尽管近年来国内涌现出一批优秀的功率半导体企业,但在中高端IGBT领域,英飞凌、三菱、富士等海外厂商仍在市场中占主导地位。同时,在SiC方面,目前全球都处于发展早期,Wolfspeed、罗姆等海外厂商在技术和市场占有率方面也处于领先状态。”赛晶科技集团、赛晶半导体董事长项颉向36氪介绍,这为国产替代留足了想象空间,也是公司选择进入相关领域的重要原因之一。

赛晶亚太半导体科技(浙江)有限公司(简称“赛晶半导体”)成立于2019年,由电力电子器件供应商和系统集成商「赛晶科技集团」发起设立。公司聚焦750V至1700V电压段的中高端功率半导体产品研发,主要面向电动汽车、新能源发电、工业电控等市场提供IGBT、SiC芯片及模块产品。

据介绍,此前赛晶半导体此前已完成1.6亿元A轮融资,由天津安晶企业管理咨询合伙企业(有限合伙)、无锡河床润玉创业投资合伙企业(有限合伙)、无锡河床皓玉创业投资合伙企业(有限合伙)、苏州亚禾星恒创业投资合伙企业(有限合伙)投资,投后估值27.2亿元人民币。融资后,赛晶科技持股比例为70.53%。

之所以锚定中高端模块研发,除前文提到的存在国产替代需求,项颉表示,主要还出于以下两方面考量:

一是,从不同电压段市场竞争格局和供需情况来看,低压段和高压段IGBT市场已饱和,同时高压段市场集中度较高。但中压段IGBT市场,如风电、组串式光伏等细分领域仍处于供不应求状态。另外,SiC赛道整体处于起步阶段,但由于其具备耐高温、高压的特征,同时能耗更低,因此赛晶半导体认为,其未来的应用前景和增长空间较大。

二是,赛晶半导体的团队背景。据介绍,公司核心团队曾任职于瑞士ABB半导体公司等国内外知名企业,包括具有国际知名度的技术专家,在IGBT、SiC领域有丰富的研发设计、工艺、设备、供应链经验。

成立至今,赛晶半导体已陆续推出i20系列1200V、1700V IGBT芯片和ED封装、ST封装IGBT模块,并在8月30日的PCIM Asia展电力电子应用论坛中,正式发布了车规级HEEV封装SiC模块(赛晶半导体的首款SiC模块),同时展示了其第二款SiC模块——EVD封装SiC模块。目前,公司的芯片和(封测)工艺研发分别由瑞士和国内团队主导。

市场方面,赛晶半导体的IGBT模块已于去年开始向新能源汽车、光伏、储能、工控等领域客户批量供货。项颉介绍,总体来看,公司还处于产品导入阶段,一方面,公司目前已有2个IGBT模块封测线投产,仍有一个IGBT模块封测线及碳化硅MOSFET模块封测线正在建设中;另一方面,去年开始公司开始从8寸IGBT芯片转向12寸。

据Yole预测,到2025年,全球功率半导体分立器件和模块的市场规模将分别达76亿美元和113亿美元;2021年全球SiC市场规模达10.9亿美元,并预计到2027年将达62.97亿美元。聚焦到中国市场,根据集微咨询(JW Insights)统计,2022年中国IGBT市场总规模达321.9亿元,预计将以13.3%的CAGR(2022-25)增长,到2025年有望达468.1亿元。同时智研咨询数据显示,近年来,中国SiC市场也呈增长态势,2022年中国碳化硅市场规模约为43.45亿元。

项颉表示,IGBT和SiC市场增长主要得益于下游新能源汽车和新能源发电市场的发展,这也是公司接下来的主要增长动力。同时他认为,随着各行业向电力电气化发展,未来增长还将来源于现阶段体量不大但呈稳步增长态势的细分领域,例如智能电网、电气化飞机、电气化船舶等。

在赛晶半导体聚焦的细分领域,除了前文提到的占据优势地位的海外厂商以及斯达、中车等国内更早布局的友商。近年来SiC赛道也吸引众多车企入局。谈及竞争,项颉表示,在技术层面,国外厂商仍然有一定优势,但是从服务响应度来看,不及国内企业。这将为国内厂商提供一定的技术追赶窗口期。

从IGBT产品来看,目前,英飞凌已研发至第七代微沟槽IGBT。相较第四代,7代产品在功率密度上有较大提升,已出现较明显的代际差异。近年来,国内厂商也开始陆续攻关7代产品。项颉介绍,赛晶半导体也已启动研发,公司的第7代芯片产品将有望在明年一季度推出。

但同时,项颉告诉36氪,目前市场上采用7代产品的并不多。不同于智能芯片,IGBT等功率半导体领域很难快速推出一款适用于所有应用领域的普适性产品,而是需要契合领域的实际工况。在他看来,这也是英飞凌作为全球巨头的护城河所在,即产品型号系列齐全,拥有针对各应用场景专门优化的产品。而相比之下,包括赛晶半导体在内的国内厂商目前还处于单点突破阶段,各家产品还有改进空间。

从SiC产品来看,目前,SiC在全球半导体的渗透率较低。据Yole预测,到2023年SiC渗透率有望提升至3.75%。项颉介绍,现阶段SiC适用的场景主要是新能源汽车和组串式光伏的升压环节。但是,SiC成本较高,可达IGBT的4到5倍。除成本高,项颉表示,现阶段SiC发展的难点还在于需进一步提升其外延的良品率,同时在衬底技术上取得突破。他认为,一旦SiC的成本能下降到IGBT的2倍以内,其应用量将会迅速提升,但也不会完全取代IGBT。公司将持续跟进SiC产品研发。

谈及下一阶段战略重点,项颉表示,公司将继续推进微沟槽IGBT芯片、SiC MOSFET芯片研发工作,同时在模块设计和工艺上创新。此外,赛晶科技将在今年四季度启动海外市场销售。

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