奕瑞科技合肥半导体项目怎么样

奕瑞科技合肥半导体项目怎么样,第1张

正常进行中项目是人们通过努力,运用各种方法,将人力、材料和财务等资源组织起来,根据商业模式的相关策划安排,进行一项独立一次性或长期无限期的工作任务,以期达到由数量和质量指标所限定的目标。

如果放在十多年前,江苏无锡的这支调研团或许不会把目光放在安徽合肥,这个距离300多公里的“小兄弟”身上。

无锡不这么做有其底气,作为拿到苏B牌照的非省会城市,无锡在上世纪80年代时是全国工业第二大市,“苏南模式”的发源地。更早之前,作为民族工商业发源地,走出了荣氏等家族。

合肥市政府大楼,外形如张开怀抱,欢迎四方来客。

合肥是幸运的,但区别于外界简单而迷人的“造神”叙事,合肥进击的背后,不在于偶发的运气因素,而是取决于其对自身定位、发展阶段、科教优势、产业理解、机会判断的准确度,以及最终将这种理解判断落地的组织效率。可供对比的是,同期其他地方政府进入了同一产业,却因缺乏研判等出现“烂尾”、“暴雷”等残局。

这或许能给包括无锡在内的诸多城市带来启发,无锡过去几十年的发展助其成为全国第14个经济总量过万亿的城市,但如今也面临着同国内其他先发地区一样的矛盾,如发展模式与创新能力、土地、环境、人的需求之间的矛盾。

脱胎于“苏南模式”下的无锡,拥有众多细分领域的民营“隐性冠军”,且较早在集成电路、物联网等新兴产业上布局,但同时也受困于产业“大而不强”、缺乏拳头产品、终端产品、龙头项目等问题。

今年9月,无锡正式提出“十四五”期间将建设太湖湾科创带,在约500平方公里的面积里 探索 新的增长可能,并为此启动了近年来规模最大的一次赴外学习考察行动,为期一个月,先后走访合肥、南京、常州、苏州、湖州、上海等8个城市。首站选在安徽合肥。

无锡太湖湾科创带

“合肥模式”

时至今日,12年前京东方项目的引进,仍然被当地认为是合肥发展 历史 上的一次里程碑事件。

从后来的实践来看,2008年京东方6代线项目的落地,为合肥今后的发展带来至少两点意义,一是奠定了今后合肥的新型显示产业优势——京东方作为拥有顶尖技术的半导体显示产业龙头企业,为合肥带动和集聚了上下游数百家配套企业集群。二是为合肥打通了产业发展与政府资本支持的关系,此后,合肥利用政府参与投融资的方式引进和创造了集成电路等等新兴产业,“合肥模式”被摆上了上海交大商学院的经典案例。

什么是“合肥模式”?有别于过去政府招引项目的传统方式——主要给予土地、税收等政策性支持,合肥引入京东方项目的突破在于,政府在政策性支持之外,还要提供资本支持,即拿出钱来参与项目建设,稳定市场信心,引导 社会 资金参与。

合肥承诺,京东方6代线项目计划总投资175亿元,其中90亿由政府保底(政府先期投资60亿元,30亿面向 社会 定向增发,如定增未成功,这30亿也由政府承担),85亿由银行贷款,政府提供担保。合肥当时财政收入不过两三百亿。这样的诚意和勇气,外加合肥的区位优势和水电充足等条件,让合肥最终获得京东方的青睐。

京东方项目的成功引进,其实不能算是合肥当地的一次心血来潮之举,或可算作其产业发展战略的理性决策。

作为1952年才确定的年轻省会城市,合肥底子薄,基础差,一直受到名不符实的困扰。在省内,合肥常被拿来与曾经的省会安庆、与江苏地理位置更近的芜湖等城市比较;省外,苏南城市早已实现工业化。其他中部省会城市如武汉,GDP早在2001年就已超过千亿元,而合肥2006年底才 历史 性突破千亿。2005年时武汉中心城区中心人口就超500万,是当时合肥的两倍还多。

落后的合肥,要如何实现突围?

为合肥奠定基调的,是其2006年前后提出的“工业立市”战略。当时新上任的合肥市委书记孙金龙多番调研论证后认为,合肥只有发展工业,才可能实现“跨越式发展”。

合肥过去偏重将拥有中科大等科教资源当做比较优势,工业投资无论是总量还是占全 社会 固定资产投资比重都低于中部地区五省会城市。但孙金龙认为,缺少工业基础和产业支撑的科教资源,并不会自动转化为地区优势。“合肥和国内大多数城市一样,工业化是不可逾越的发展阶段”。

合肥市确定了几个方向:一是拉开城市框架、解决发展容量问题。同时,清减繁琐的行政审批程序,确立更可预测的规则。包括拆除违建,建设基础设施,向南扩张,规划190平方公里滨湖新区,2011年区划调整后800里巢湖成为合肥内湖,加上划归的两区县,合肥面积增至11408平方公里。

二是招商引资,加大工业投资。合肥市基础薄弱,在开放且联系愈发紧密的市场环境下,仅依靠自生力量难以培养出具有竞争力的产业基础。而全球供应链的形成可以让落后地区绕过从头打造的艰辛过程。

合肥市希望抓住当时沿海产业的转移时机和合肥承东启西的地理优势——东部沿海地区产业转移至东部以及国家确定的中部崛起战略,聚焦供应链上的咽喉点,引进重大项目,帮助合肥完成工业积累,形成“合肥制造”的产业集聚和规模优势。

占合肥市三分之一比重的家电产业,正是循此逻辑发展。合肥市政府给家电产业设立的目标是,成为全国乃至世界性的家电产业聚集地和最大家电制造生产基地。

此前,合肥本土的明星品牌——美菱和荣事达已经通过引入格林柯尔、美的和长虹等战略投资者完成国企改制,后来,随着合肥继续推进“合肥制造”战略,引进格力电器、美的、惠而浦等家电巨头落地,到2011年合肥冰箱产量占全国1/3、洗衣机占全国1/4,超过青岛、顺德,成为全国最大的家电生产基地。也就在这年,合肥市家电产业产值首次突破千亿元,达到1138亿元,成为合肥市首个千亿产业。

产业集聚带来的好处是明显的,培养了大量的产业工人、技术和管理能力,以及能够快速匹配劳动者和企业的规模市场等等。直到今天,家电产业依然是合肥千亿级产业的支柱产业。2019年,合肥冰箱、洗衣机等四大家电出货量达到6664万台,青岛、佛山分别是3700万、2462万。

2008年秋天,合肥市政府对京东方项目的果断引进,也正是源于其支柱产业家电产业的发展刚需——家电的核心零部件面板还是进口。不过如今京东方生产的液晶显示屏与合肥本地的家电产业联系不大,合肥家电产业的结构有待优化,未来智能家电的方向或有合作空间。

这十年间,合肥成为经济增速最快的地级以上城市之一,GDP从2008年到现在增长近5倍。“从上个世纪100个城市中合肥是第97位,到2005年追到第62位,2019年追到了21位,省会城市中进入前十。”合肥市长凌云表示。

但此时的合肥依旧还是默默无闻的追赶者,直到他一把抓住了长鑫存储芯片及蔚来新能源 汽车 机会。

合肥长鑫存储公司

“最强风投”背后

合肥以“最强风投城市”、“赌城”的封号走红网络。但正如企业从来不能完全掌控自己的命运,城市亦是如此。这一连“押”对的几个项目,亦有机缘巧合因素。但外界简单的造神叙事可能带来一个困扰,让太多的人对这故事信以为真,而模糊了真正关键的一点,那就是机会只垂青有准备的人,机会主义者不可能得到这种机会。

合肥当地政府官员坦言,合肥敢拿出真金白银招引龙头项目、支持产业发展,一方面受现实约束,不主动搏一把便没有机会,另一方面与产业特性有关,对于一些投资大、风险高的战略性新兴产业,地方政府需要投入以给予市场信心。更重要的一点是,合肥相信,通过审慎尽职调查和技术设计,能够确保决策理性,最大可能地提高成功率、降低风险。这也构成了合肥在招引龙头项目时的比较优势。

尽职调查原本是企业收购、投资等业内行话,指对目标企业进行经营、财务、法律关系等情况的调查分析,以评估收购行为的可行性。合肥介入上述新兴产业的时机,其实也基本上是其他地方政府意识到产业重要性之时,但一些地方虽一脚踩准了产业赛道,却因对项目判断失误而发生烂尾等。

2006年前后,TFT-LCD液晶面板的重要意义已为人所知,但当时受到地方政府欢迎的是日本夏普等拥有6代以上高世代生产线的公司。

合肥为何认准当时只能做5代线的京东方?合肥政府办人士向澎湃新闻表示,选择京东方,选的是“未来”。“当时京东方的生产线虽然低于世界先进水平,但是他有自主技术资源,这决定了他有进行自我迭代的能力,自主产品与国外产品最大的区别是,不怕限制”。

北京大学政府管理学院教授路风后来在《新火》一书中分析,京东方之所以后来获得成功,原因正是其通过收购韩国现代集团的液晶业务进入TFT-LCD工业领域,并在收购成功后立即建设5代线,吸收外部技术,成为当时唯一掌握主要知识产权、生成技术能力的大陆企业。

2016年正式官宣的合肥长鑫DRAM型存储芯片项目,充分体现了合肥市政府这种基于产业刚需的决策理性。

集成电路产业代表目前技术水平的最高点,对未来的区域命运影响深远。但其高门槛、重投资、周期长,迭代快、分工精细的产业特性,以及作为后进者所面临的技术来源、专利障碍、起步市场、核心技术人员等问题,都意味着徘徊在外的地方政府必须谨慎选择切入口。

合肥选择的切入口是DRAM型存储芯片。

数字芯片主要分为两类,一种是被称为设备大脑的CPU芯片,如英特尔的奔腾,高通的骁龙、华为的海思麒麟芯片等。

另一种是存储芯片,按照断电后是否能保留数据,可以简化分DRAM和NAND两种——DRAM(Dynamic Random Access Memory)又叫动态随机存储器,代表产品有电脑、手机中的内存条。存储的数据与CPU直连,主要存储软件运行数据,断电后数据会消失。市场规模约800亿美金。

NAND Flash,是闪存的一种,代表产品有闪存卡,断电后数据不会消失,一般存储着照片、音乐、等静态大容量数据,市场规模大约650亿美金左右。

据合肥多位内部人士介绍,合肥选择DRAM型存储芯片切入,基于几个判断:一是市场大。存储芯片市场规模约800亿美金,三大巨头——韩国三星、SK海力士、美国美光 科技 占全球市场份额合计接近95%,而国内自给率几乎为零,“长鑫只要能占百分之几的比例就能支撑起一个产业”。

二是时机。相比于计算CPU芯片,DRAM型存储芯片制程工艺迭代速度趋缓,这给了新进者一个较好的进入时机。存储芯片核心在工艺,因此DRAM芯片生产以一体化IDM模式为主,即从前端设计到制造、封装、销售等都由厂商独立完成。

方向确定后,合肥市政府开始在世界范围内选择合作企业——合肥市政府需要选一个懂行、靠谱的合作伙伴来主导项目运营,最终确定北京兆易创新的理由是,兆易创新主营业务也是存储芯片,不过不是DRAM,而是闪存的另一个细分领域NOR flash ,由于其技术难度相对较低、市场有限,因此兆易创新也有志于进入DRAM领域 。

另一个关键理由是,北京兆易创新于2016年上市,当时科创板还未推出,对于合肥来说,项目合作方是上市公司,意味着合肥多了一条政府资金的退出通道。

至此,项目距离成立还远远不够,集成电路的特殊性决定着难关还在后头——人才、专利技术。

长鑫存储董事长朱一明去年5月介绍自身知识产权体系时提到:“DRAM产业在全球发展了几十年,制程技术持续进步,在架构、制程、设计、接口、测试、系统等方面存在很多专利,且绝大部分控制在三星、海力士和美光手中。新进者是否拥有合规的技术来源以及自主创新能力成为立足发展的关键。”

据他当时披露,其最初的技术来源之一是奇梦达——德国英飞凌独立拆分出的存储器公司。该公司一度是全球第二大DRAM供应商,但2009年因经营问题和金融危机破产。

技术人才主要来源两处:一是2012年底,日本存储器企业尔必达因破产被美光收购,释放出一大批人才,另外一批则是由合肥长鑫项目早期核心 *** 盘手之一——中芯国际前CEO王宁国号召而来。

等到2016年合肥长鑫项目正式对外宣布时,“我们默默筹备酝酿了两年,当时已经有几百号人集聚在合肥。”合肥相关部门人士表示。3年后,合肥长鑫宣布量产DDR4内存芯片。

蔚来 汽车 项目的选择逻辑也是如此,合肥市发改委人士介绍,蔚来 汽车 有技术、创始人有情怀、且与当地江淮 汽车 合作多年,经他们了解,蔚来前期亏损主要是管理成本的问题,作为合肥投资的条件,蔚来也承诺将会优化管理。如今蔚来 汽车 股价涨幅10倍。

多位合肥官员向澎湃新闻表示,合肥在投资重大项目时,主要把握两点,能不能投,以及如何投,投多少。

能不能投,取决于产业前景和重要性,以及对项目及项目合作团队的主客观评价。这要求合肥市发改、经信、 科技 、投促、产投、建投等多个部门务实协作、积极向外脑和第三方寻求建议、做好外围尽职调查,力求对产业和项目理解准确。

当地政府办人士介绍,合肥目前推进的“链长制”前身——产业领导小组机制对产业和项目的把关起到很大作用,对于主要产业,市领导会牵头跟踪,包括对全球该领域最顶级的专家建一个数据库,选择项目时,请这些顶级专家来评价,“没有专家的认可,政府不可能投资。”

如何投,投多少,如何在提供资本支持的情况下,让核心团队主导运营以及保持积极性,后续政府资金如何退出?“这就是技术 *** 作上的问题。”合肥产投资本管理有限公司副总经理李中亚向澎湃新闻表示。

政府权力会否越位,如何与市场有效分工,这是政府介入产业发展时普遍引发的疑虑。因此,合肥市在投入时坚持市场化运作,包括参与定向增发、海外并购、产业基金直投等方式,且设计了完善的退出机制。“从京东方项目开始,到维信诺、长鑫存储、欧菲光等项目,合肥国资投入一直遵循‘不谋求控股权、产业向好发展后及时退出,再投入到下一个项目’的路径。”李中亚称。

最后,在项目完成研判及方案设计完善后,领导敢于决策。

至此,项目前景的答案就有了一半,另一半则是实践性的,留待时间检验,“说实话,我们现在也不能断言这些项目就一定成功,但是我们既然选择了正确的产业方向和发展路径,就一定会持之以恒的做下去”。李中亚表示。

创新:大学与城市的互动

过去几十年,像合肥这样通过凭借成本优势、主动融入供应链等方式实现经济增长的中国城市其实并不鲜见。但合肥的启示还在于,注重工业发展的同时,没有忽视基础研究和创新的重要意义。

2017年,合肥以仅次于北京的大科学装置密度——同步辐射、全超导托卡马克和稳态强磁场3个装置等科研基础,获批成为继上海之后第二个国家级科学中心,让合肥似乎有些突兀地以令人艳羡的“领跑者”姿态站在聚光灯下——国家级科学中心意味着国家对这座城市会有规模庞大且稳定的研发投入和顶尖科研资源的集聚。合肥有望在量子信息、人工智能和可控核聚变等可能颠覆未来的黑 科技 上取得突破。“合肥正如十年前的杭州,未来创新城市”有人这样评价。

为什么是合肥?

安徽创新馆服务管理中心主任陈林向澎湃新闻表示,“合肥其实不能算异军突起,实际上这么多年来,合肥对基础研究的投入、人才的培养从来没有断过。这几年中科大留在合肥的人越来越多。”

安徽创新馆,2019年落成

安徽及合肥对于基础研究的重视表现在两方面,一是理念上的——政府部门对于知识和科学的尊重。二是实践上的——做好基本功,大力引进大学和科研院所,真金白银投入建设大科学装置等平台,然后通过 探索 机制体制创新,促进大学与城市的有效互动,打通从知识到产业多个环节。

合肥与中科大最初的结合,早已传为一段佳话。1970年,自身条件也较薄弱的合肥,敞开怀抱接受了当时从北京疏散出来的中科大,腾出师范学校的校舍,并在电力、暖气等各个方面给予优先保障。合肥也因此在过去很长一段沉寂的时间里,因“中科大”在国内及世界科研版图上享有一定知名度。

1978年,那场被称为迎来“科学的春天”的全国科学大会上,全国1200多项的 科技 成果,安徽省就占到了两百多项。“这让当时的安徽省的领导被震撼和鼓舞到了”。安徽似乎找到了重塑尊重知识的 历史 传统的机会——这个在康乾年间还是富庶之地的省份,近代以来遭遇战争和水患等打击,由盛转衰、多年定位都是“农业大省”。代表着知识与科学的中科大,以及当时安徽小岗村“包产到户”改革等,某种程度上成为了改革开放初期安徽人重塑自己地方认同和精神坐标的起点。

这之后,合肥更加坚定地敞开怀抱,一批军工院所迁移合肥,要地给地,要钱给钱,中电科系38所、16所等相继搬来,逐渐形成了如今拉动安徽合肥创新的三架马车——中科大系、中电科系、本地系(合肥工业大学、安徽大学等等)。

如今类似中科大等学校整体搬迁的机会很难再有,但是在创新要素越来越全球化以及合作形式灵活的当下,如何集聚创新要素、挖掘已有资源,以及让城市与大学更好地互动,产生化学反应,以提高生产率、创新能力的方式促进经济增长,也是各地正在思考的命题。

安徽省及合肥市的切入点是,建设大科学装置等前沿研究平台。大科学装置是为科学家应用基础研究、探寻自然科学中一些终极问题的平台。这类科研装置科研意义巨大,但是投入强度超高,动辄数十亿、上百亿元。政府把钱投在这种大科学装置上,帮助科学家降低科研成本,提供科研便利,也促进了人才和想法的聚集、碰撞。“好比战国时期燕昭王筑黄金台汇天下名士,我们把平台建好,人才自然就来了。”

当地政府官员介绍,十几年前政府做这些事时几乎看不到曙光,没有浮躁地要求产出,对基础研究的支持也从未断过,如支持潘建伟院士出国留学、回国做出成果后支持转化等等,十几年后量子科学的重要性为人所知,科大人感慨“合肥最大的好是可以放下一张安静的书桌”。

这些科研人才汇聚起来的影响直接而深刻,为当地产业发展提供了诸多科学性原理的信息。“比如,京东方后来就发现,很多原理上的问题和诊断,在合肥本地这些高校中就可以得到解决或者牵线引荐。”

2012年,看到了科教资源之于地方产业发展的重要性,安徽省、中科院、合肥市、中科大四部门签订协议,共建中国科学技术大学先进技术研究院。

合肥承诺一次性给予支持经费20亿元。而当年合肥的公共财政预算收入是389亿元。这一年,后来也被当成是中科大与合肥的元年——此前,随着大部分高校相继迁回北京,中科大对去留与否尚存犹豫,“但有多少地方能一次性拿出20个亿支持和重视基础研究呢?”

共建协议签订后,合肥没有将其束之高阁或丢在一边,很快与中科大确立了高频的互动机制,包括联席会议、政府与学校的互访、产业之间的联系对接等等。其中,一项常态的互派挂职机制后来发挥很大作用,合肥从各个政府部门抽调骨干力量前去中科大先研院挂职服务,要求至少三年以上,陈林等部分人员甚至干到了六七年。

去年底才回来的合肥市 科技 局总工程师潘学文向澎湃新闻回忆,他们首先帮助建立了27项制度,如明确 科技 成果转化合作谈判的门槛标准(300万元起)、收益归属、人员薪资待遇等等,制度的建立让新生机构很快走上正轨,3年时间成立了56个实验室。

得益于这种互派机制下的深耕,他们逐渐摸索出了一套如何打通从知识走向市场的经验,这些人后来成为安徽创新上“万向节”般的存在。

当前,成果转化率依旧偏低,主要原因是产权界定不清、科研与市场信息不对称、没有做好衔接、专利经纪服务缺乏等等。

2016年,中科大及合肥工业大学被财政部等列入试点,进行 科技 成果使用、处置和收益管理的 探索 ,中科大及合工大享有对本单位 科技 成果的自主处置权。困扰高校专利无法盘活的症结之一——产权规则得以明确。

这种办法同样适用于研判产业和项目,陈林介绍,合肥在考虑是否做集成电路产业时——同样通过这种专利梳理的方式,找出问题,“可以说合肥每一步是理性扎实的,基于一定的基础和产业机遇来做的。”

展示功能之外,安徽创新馆的定位是成果转化平台。“打造一个科研和产业企业的桥梁。”通过为科研人员提供专利服务,越来越多的大学和科研院所愿意把他们的专利汇聚到安徽创新馆,经由梳理组织后,提供专业建议,对接交易平台。

从想法做成产品,还要有政策配套支持。合肥将其分为三个阶段,对应不同政策重点。合肥政府办人士介绍,创新的第一步是想法到样机,这一阶段提供天使基金支持。第二步从样机到初始产品,这一阶段要完成多项认证,需要大量资金投入,合肥出台“借转补”政策,这笔钱先借给创业者,产品出来后借款转为补贴。第三步是市场化阶段,“借转补”资金无法支撑市场、厂房、设备的投入,政府提供补贴等作为“劣后资金”吸引市场资金,或者为其提供试验平台。每年根据产业方向、资金配比等进行灵活调整。

合肥市长凌云表示,合肥以清华公共安全研究院为切入口,后续引入清华启迪科学城等,开启了清华与合肥在电子信息、集成电路等领域的深度合作,他们还专程到北京,引进了清华附中,今年第22次清华校友工作会议也放在合肥召开。

过去几十年来政府对知识的尊重,显性影响如产业得到极大发展。更多变化则是潜移默化悄悄发生的,一些建筑上的细节或许体现出政府对理性和开放的追求——当地政府大院没有设置围墙,甚至不足以称为“大院”,与周边环境融为一体;其2005年建起来的政府双子楼,呈对称状的圆弧结构,寓意合肥张开怀抱、欢迎四方来客。一些局办的走廊墙上,挂着的是科学发现的简介,部分办公室贴有三四张地图,世界地图、中国地图、安徽地图、合肥地图。

“创新像煲一锅汤,有了好食材还不够,放在一起也不够,还要长时间文火慢慢熬,要有持续的温度,火不能断,要持续,这样才能让所有进了锅的优质食材彼此作用、充分互动、充分融合、直到浑然一体。”北京大学国家发展研究院经济学教授周其仁曾这样阐述“创新”,在他看来,创新不仅要汇聚全世界的创新要素,更重要的是创新要素之间要有更密切的互动,要增加浓度。

校对:栾梦

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1.1 第三代半导体 SIC 材料的性能优势

SIC 材料具有明显的性能优势。 SiC 和 GaN 是第三代半导体材料,与第一 二代半导体材料相比,具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等 性能优势,所以又叫宽禁带半导体材料,特别适用于 5G 射频器件和高电压功率 器件。

1.2 SIC 器件的性能优势

SIC 的功率器件如 SIC MOS,相比于 Si 基的 IGBT,其导通电阻可以做的更 低,体现在产品上面,就是尺寸降低,从而缩小体积,并且开关速度快,功耗相 比于传统功率器件要大大降低。

在电动车领域,电池重量大且价值量高,如果在 SIC 器件的使用中可以降低 功耗,减小体积,那么在电池的安排上就更游刃有余;同时在高压直流充电桩中 应用 SIC 会使得充电时间大大缩短,带来的巨大 社会 效益。

根据 Cree 提供的测算: 将纯电动车 BEV 逆变器中的功率组件改成 SIC 时, 大 概可以减少整车功耗 5%-10%;这样可以提升续航能力,或者减少动力电池成本。

1.3.制约产业发展的主要瓶颈在于成本和可靠性验证

行业发展的瓶颈目前在于 SIC 衬底成本高: 目前 SIC 的成本是 Si 的 4-5 倍, 预计未来 3-5 年价格会逐渐降为 Si 的 2 倍左右,SIC 行业的增速取决于 SIC 产业 链成熟的速度,目前成本较高,且 SIC 器件产品参数和质量还未经足够验证;

SIC MOS 的产品稳定性需要时间验证: 根据英飞凌 2020 年功率半导体应用 大会上专家披露,目前 SiC MOSFET 真正落地的时间还非常短,在车载领域才刚 开始商用(Model 3 中率先使用了 SIC MOS 的功率模块),一些诸如短路耐受时 间等技术指标没有提供足够多的验证,SIC MOS 在车载和工控等领域验证自己的 稳定性和寿命等指标需要较长时间。

1.4 SIC 产业链三大环节

SIC 产业链分为三大环节:上游的 SIC 晶片和外延→中间的功率器件的制造 (包含经典的 IC 设计→制造→封装三个小环节)→下游工控、新能源车、光伏风 电等应用。目前上游的晶片基本被美国 CREE 和 II-VI 等美国厂商垄断;国内方 面,SiC 晶片商山东天岳和天科合达已经能供应 2 英寸~6 英寸的单晶衬底,且营 收都达到了一定的规模(今年均会超过 2 亿元 RMB);SiC 外延片:厦门瀚天天 成与东莞天域可生产 2 英寸~6 英寸 SiC 外延片。

2.1 应用:新能源车充电桩和光伏等将率先采用

SiC 具有前述所说的各种优势,是高压/高功率/高频的功率器件相对理想的 材料, 所以 SiC 功率器件在新能源车、充电桩、新能源发电的光伏风电等这些对 效率、节能和损耗等指标比较看重的领域,具有明显的发展前景。

高频低压用 Si-IGBT,高频高压用 SiC MOS,电压功率不大但是高频则用 GaN。 当低频、高压的情况下用 Si 的 IGBT 是最好,如果稍稍高频但是电压不 是很高,功率不是很高的情况下,用 Si 的 MOSFET 是最好。如果既是高频又是 高压的情况下,用 SiC 的 MOSFET 最好。电压不需要很大,功率不需要很大, 但是频率需要很高,这种情况下用 GaN 效果最佳。

以新能源车中应用 SIC MOS 为例, 根据 Cree 提供的测算: 将纯电动车 BEV 逆变器中的功率组件改成 SIC 时, 大概可以减少整车功耗 5%-10%;这样可以提升 续航能力,或者减少动力电池成本。

同时 SIC MOS 在快充充电桩等领域也将大有可为。 快速充电桩是将外部交 流电,透过 IGBT 或者 SIC MOS 转变为直流电, 然后直接对新能源 汽车 电池进行 充电,对于损耗和其自身占用体积问题也很敏感,因此不考虑成本,SIC MOS 比 IGBT 更有前景和需求,由于目前 SIC 的成本目前是 Si 的 4-5 倍,因此会在 高功率规格的快速充电桩首先导入。在光伏领域,高效、高功率密度、高可靠 和低成本是光伏逆变器未来的发展趋势,因此基于性能更优异的 SIC 材料的光 伏逆变器也将是未来重要的应用趋势。

SIC 肖特基二极管的应用比传统的肖特基二极管同样有优势。 碳化硅肖特基 二极管相比于传统的硅快恢复二极管(SiFRD),具有理想的反向恢复特性。在 器件从正向导通向反向阻断转换时,几乎没有反向恢复电流,反向恢复时间小 于 20ns,因此碳化硅肖特基二极管可以工作在更高的频率,在相同频率下具有 更高的效率。另一个重要的特点是碳化硅肖特基二极管具有正的温度系数,随 着温度的上升电阻也逐渐上升,这使得 SIC 肖特基二极管非常适合并联实用, 增加了系统的安全性和可靠性。

2.2 空间&增速:SIC 器 未来 5-10 年复合 40%增长

IHS 预计未来 5-10 年 SIC 器件复合增速 40%: 根据 IHSMarkit 数据,2018 年碳化硅功率器件市场规模约 3.9 亿美元,受新能源 汽车 庞大需求的驱动,以及光伏风电和充电桩等领域对于效率和功耗要求提升, 预计到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将超过 100 亿美元,18-27 年 9 年的复合增速接近 40%。

SIC MOS 器件的渗透率取决于其成本下降和产业链成熟的速度 ,根据英飞凌和国内相关公司调研和产业里的专家的判断来看,SIC MOS 渗透 IGBT 的拐点可能在 2024 年附近。预计 2025 年全球渗透率 25%,则全球有 30 亿美金 SIC MOS 器件市场,中国按照 20%渗透率 2025 年则有 12 亿美金的 SIC MOS 空间。 即不考虑SIC SBD 和其他 SIC 功率器件,仅测算替代 IGBT 那部分的 SIC MOS 市场预计2025 年全球 30 亿美金,相对 2019 年不到 4 亿美金有超过 7 倍成长,且 2025-2030 年增速延续。

2.3 格局:SIC 器件的竞争格局

目前,碳化硅器件市场还是以国外的传统功率龙头公司为主 ,2017 年全球市场份额占比前三的是科锐,罗姆和意法半导体,其中 CREE 从 SIC 上游材料切入到了 SIC 器件,相当于其拥有了从上游 SIC 片到下游 SIC 器件的产业链一体化能力。

国内的企业均处于初创期或者刚刚介入 SIC 领域 ,包括传统的功率器件厂商华润微、捷捷微电、扬杰 科技 ,从传统的硅基 MOSFET、晶闸管、二极管等切入 SIC 领域,IGBT 厂商斯达半导、比亚迪半导体等,但国内 当前的 SIC 器件营收规模都比较小 (扬杰 科技 最新披露 SIC 营收 2020 年上半年 19.28 万元左右);

未上市公司和单位中做的较好的有前面产业链总结中提到的一些,包括:

泰科天润: 可以量产 SiC SBD,产品涵盖 600V/5A~50A、1200V/5A~50A 和1700V/10A 系列;并且早在 2015 年,泰科天润就宣布推出了一款高功率碳化硅肖特基二极管产品,是从事 SIC 器件的较纯正的公司;

中电科 55 所: 国内从 4-6 寸碳化硅外延生长、芯片设计与制造、模块封装实现全产业链的单位;

深圳基本半导体 :成立于 2016 年,由清华大学、浙江大学、剑桥大学等国内外知名高校博士团队创立,专注于 SIC 功率器件,也是深圳第三代半导体研究院发起单位之一,目前已经开始推出其 1200V 的 SiC MOSFET 产品。

3.1 天科合达

天科合达是国内第三代半导体材料 SIC 晶片的领军企业: 公司成立于 2006 年 9 月 12 日,2017 年 4 月至 2019 年 8 月在全国股转系统挂牌转让,2020 年 7 月拟在科创板市场上市。

公司成长速度极快,2017-2019 年公司收入由 0.24 亿增长至 1.55 亿元,两年 复合增长率 154%。

营收构成:SIC 晶片占比约为一半

公司营收由三部分构成:碳化硅晶片占比 48.12%,宝石等其他碳化硅产品 占比 36.65%,碳化硅单晶生长炉占比 15.23%。

设备自制:从设备到 SIC 片一体化布局

公司以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料,采用物理气相传输法(PVT)生长 碳化硅晶体,加工制成碳化硅晶片;其中的碳化硅晶体的生长设备-碳化硅单晶 生长炉公司也能完成自制并对外销售。

行业格局与公司地位

公司地位:2018 年,以导电型的 SIC 来看,天科合达以 1.7%的市场占有率 排名全球第六,排名国内导电型碳化硅晶片第一。

3.2 山东天岳

1、半绝缘 SIC 片的领军企业: 公司成立于 2010 年,专注于碳化硅晶体衬底 材料的生产;公司产品主要在半绝缘型的 SIC 片。公司投资建成了第三代半导 体材料产业化基地,具备研发、生产国际先进水平的半导体衬底材料的软硬件 条件,是我国第三代半导体衬底材料行业的先进企业。

2、成长能力: 据了解,公司收入从 2018 年收入 1.1 亿左右增加至 2019 年超 过 2.5 亿总收入(其中也有约一半是 SIC 衍生产品宝石等),同比增长 100%以 上。公司的 SIC 片主要集中在半绝缘型,而天科合达主要集中在导电型。

3、华为入股: 华为旗下的哈勃 科技 投资持股山东天岳 8.17%。

4、生产能力( 公司采用的是长晶炉的数量进行表征):山东天岳的产能主 要由长晶炉的数量决定,2019 年产线上长晶炉接近 250 台,销售衬底约 2.5 万 片,预计年底前再购置一批长晶炉,目标增加至 550 台以上;

5、销售价格: 2018 、2019 年公司衬底平均销售价格大数大约在 6300 元/ 片、8900 元/片,预计今年的平均价格将会突破 9000 元,价格变动的主要原因 是 2,3 寸小尺寸衬底、N 型等相对低价的衬底销售占比逐步降低,高值的 4 寸 高纯半绝缘产品占比逐步提升导致单位售价提高。

6、技术实力: 山东天岳的碳化硅技术起源于山东大学晶体国家重点实验 室,公司于 2011 年购买了该实验室蒋明华院士专利,并投入了大量研发,历经 多年工艺积累,将碳化硅衬底从实验室的技术发展成为了产业化技术;山东天 岳除 30 人的研发团队外,还在海外设有 6 个联合研发中心;公司拥有专利近300 项,其中先进发明专利约 50 多项,先进实用性专利约 220 项,申请中的 发明专利约 50 多项。

3.3 斯达 半导

1、斯达 半导 97.5%的收入均是 IGBT, 是功率半导体已上市公司中最纯正的 IGBT 标的,2019 收入 7.8 亿(yoy+15.4%),归母净利润 1.35(yoy+39.8%), IGBT 模块全球市占率 2%,排名全球第八;

2、斯达半导在积极进行第三代半导体 SIC 的布局。 公司 SiC 相关的产品 和技术储备在紧锣密鼓的进行:

3、公司在未来重点攻关技术研发与开发计划:

主要提到三项重要产品开发:1、全系列 FS-Trench 型 IGBT 芯片的研 发;2、新一代 IGBT 芯片的研发;3、SiC、GaN 等前沿功率半导体产品的研 发、设计及规模化生产:公司将坚持 科技 创新,不断完善功率半导体产业布 局,在大力推广常规 IGBT 模块的同时,依靠自身的专业技术,积极布局宽禁 带半导体模块(SiC 模块、 GaN 模块),不断丰富自身产品种类,加强自身竞 争力,进一步巩固自身行业地位。

4、公司和宇通客车等客户合作研发 SIC 车用模块

2020 年 6 月 5 日,客车行业规模领先的宇通客车宣布,其新能源技术团队 正在采用斯达半导体和 CREE 合作开发的 1200V SiC 功率模块,开发业界领先 的高效率电机控制系统,各方共同推进 SiC 逆变器在新能源大巴领域的商业化应 用。

宇通方面表示,“斯达和 CREE 在 SiC 方面的努力和创新,与宇通电机控 制器高端化的产品发展路线不谋而合,同时也践行了宇通“为美好出行”的发 展理念,相信三方在 SiC 方面的合作一定会硕果累累。”

我们在之前发布的斯达半导深度报告中测算斯达在不同 SIC 渗透率和不同 SIC 市占率情境下 2025 年收入d性,中性预计 2025 年斯达在国内的 SIC 器件市 占率为 6-8%。 预计 2023-2024 年国内 SIC 产业链如山东天岳、三安光电等更加成 熟后,SIC 将迎来替代 IGBT 拐点,但是 IGBT 和 SIC MOS 等也将长期共存,相 信国内的技术领先优质的 IGBT 龙头斯达半导能够不断储备相关技术和产品, 极拥抱迎接这一行业创新。

3.4 三安光电

1、公司主要从事化合物半导体材料的研发与应用, 以砷化镓、氮化镓、碳 化硅、磷化铟、氮化铝、蓝宝石等半导体新材料所涉及的外延片、芯片为核心 主业,产品主要应用于照明、显示、背光、农业、医疗、微波射频、激光通 讯、功率器件、光通讯、感应传感等领域;

2、公司主业 LED 芯片,占公司营收的 80%以上,LED 是基于化合物半导 体的光电器件,在衬底、外延和器件环节具有技术互通性;

3、公司专注于化合物半导体的子公司三安集成,2019 年业务与同期相比呈 现积极变化:

1)射频业务产品应用于 2G-5G 手机射频功放 WiFi、物联网、路由器、通 信基站射频信号功放、卫星通讯等市场应用,砷化镓射频出货客户累计超过 90 家,客户地区涵盖国内外;氮化镓射频产品重要客户已实现批量。生产,产能 正逐步爬坡;

2)2020 年 6 月 18 日公司公告,三安光电决定在长沙高新技术产业开发区 管理委员会园区成立子公司投资建设包括但不限于碳化硅等化合物第三代半导 体的研发及产业化项目,包括长晶—衬底制作—外延生长—芯片制备—封装产 业链,投资总额 160 亿元,公司在用地各项手续和相关条件齐备后 24 个月内完成一期项目建设并实现投产,48 个月内完成二期项目建设和固定资产投资并实现投产,72 个月内实现达产;

3) 三安集成推出的高功率密度碳化硅功率二极管及 MOSFET 及硅基氮化 功率器件主要应用于新能源 汽车 、充电桩、光伏逆变器等电源市场,客户累计超过 60 家, 27 种产品已进入批量量产阶段。

4) 三安集成 19 年实现销售收入 2.41 亿元,同比增长 40.67%; 三安集成产品的认可度和行业趋势已现,可以预见未来在第三代材料 SiC/GaN 的功率半导体中发展空间非常广阔。

3.5 华润微

1、公司是中国领先的拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化经营能力的半导体企业 ,产品聚焦于功率半导体、智能传感器与智能控制领域;

2、产品与制造并行: 公司 2019 年收入 57 亿元,其中产品与方案占比43.8%,制造与服务占比 55%,制造与服务业务主要是晶圆制造和封测业务;产品与方案主体主要是功率半导体,占比 90%,包括 MOSFET、IGBT、SBD 和FRD 等产品;

3、公司目前拥有 6 英寸晶圆制造产能约为 247 万片/年,8 英寸晶圆制造产能约为 133 万片/年,具备为客户提供全方位的规模化制造服务能力;

4、SIC 领域积极布局:在 2020 年 7 月 4 日,公司进行了 SIC 产品的发布会,发布了全系列的 1200V/650V 的 SIC 二极管产品,公司有望通过 IDM 模式在 SIC 材料的各个功率半导体产品领域深耕并持续受益于产品升级和国产替代。

3.6 捷捷微电

1、公司是国内晶闸管龙头,持续布局 MOSFET 和 IGBT 等高端功率半导体器件。 按照公司年报口径,2019 年功率分立器件收入占比 75%,功率半导体芯片收入占比 23%; 公司的功率分立器件,50%左右业务是晶闸管 (用于电能变换与控制),还有部分二极管业务,其余是防护器件系列(主要作用是防浪涌冲击、防静电的电子产品内部,保护内部昂贵的电子电路);

2、公司于 2020 年 2 月 27 日与中芯集成电路制造(绍兴)有限公司(简称“SMEC”)签订了《功率器件战略合作协议》,在 MOSFET、IGBT 等相关高端功率器件的研发和生产领域展开深度合作;公告披露,捷捷微电方保证把SMEC 作为战略合作伙伴,最大化的填充 SMEC 产能,2020 年度总投片不低于80000 片,月度投片不低于 7000 片/月。

3、公司长期深耕晶闸管和二极管等分立器件,这些客户和 MOSFET 和IGBT 等相关高端功率器件有重叠, 公司从晶闸管领域切入到 MOS 后,在这两个产品大类上也将积极应用第三代半导体 SIC,为后续提升自身器件性能和产品竞争力做好准备。

3.7 扬杰 科技

1、公司是产品线较广的功率分立器件公司 。公司产品主要包括功率二极管、整流桥、大功率模块、小信号二三极管,MOSFET,也有极少部分的 IGBT 产品。按照公司年报口径,2019 年功率分立器件收入占比 80%,功率半导体芯片收入占比 13.8%,半导体硅片业务占比 4.55%。

2、公司第三代半导体 SIC 器件 目前收入较少。公司积极布局高端功率半导体,筹备建立无锡研发中心,和中芯国际(绍兴)签订保障供货协议 ,持续扩充 8 寸 MOS 产品专项设计研发团队,已形成批量销售的 Trench MOSFET 和SGT MOS 系列产品。

3、SIC 产品目前占比小: 公司 2020 年 9 月公告,目前主营产品仍以硅基功率半导体产品为主, 第三代半导体产品的销售收入占比较小, 2020 年 1-6 月,公司碳化硅产品的销售收入为 19.28 万元。

4、我们认为同捷捷微电一样,公司是中低端功率器件利基市场龙头,虽然目前 SIC 产品的占比较小,主要是由于国内产业链成熟度的拐点刚刚到来;未来公司将积极布局各种基于 SIC 材料的功率器件,从而提高其产品性能并实现市场占有率持续稳步提升,打开业务天花板和想象空间。

3.8 露笑 科技

1、传统主业是 电磁线产品: 公司是专业的节能电机、电磁线、涡轮增压器、蓝宝长晶片研发、生产、销售于一体的企业,公司主要产品有各类铜、铝芯电磁线、超微细电磁线、小家电节能电机、无刷电机、数控电机、涡轮增压器和蓝宝石长晶设备等产品。 公司是国内主要电磁线产品供应商之一,也是国内最大的铝芯电磁线和超微细电磁线产品生产基地之一。

2、SIC 长晶设备已经开始对外供货: 露笑 科技 基于蓝宝石技术储备,经过多年研发已快速突破碳化硅工艺壁垒,在蓝宝石基础上布局碳化硅长晶炉和晶片生产。碳化硅跟蓝宝石从设备、工艺到衬底加工有较强的共同性和技术基础,例如精确的温场控制、精确的压力控制、精确的籽晶晶向生长以及基片加工等壁垒。 公司在多年蓝宝石生产技术支持下成功研发出碳化硅自主可控长晶设备,并在 2019 年开始对外供货 SIC 长晶设备。

4、公司布局 SIC 的人才优势: 公司引进具有二十多年碳化硅行业从业经验的技术团队,开展碳化硅衬底及外延技术研究,加码布局碳化硅产业。2020 年 4月,公司发布非公开募集资金公告,拟募集资金总额不超过 10 亿元,用于新建碳化硅衬底片产业化项目、碳化硅研发中心项目和偿还银行贷款。 随着公司碳化硅产品研发并量产,公司有望取得一定的市场份额。

5、与合肥合作打造第三代半导体 SIC 产业园: 2020 年 8 月 8 日与合肥市长丰县人民政府在合肥市政府签署《合肥市长丰县与露笑 科技 股份有限公司共同投资建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园的战略合作框架协议》。包括但不限于碳化硅等第三代半导体的研发及产业化项目,包括碳化硅晶体生长、衬底制作、外延生长等的研发生产,项目投资总规模预计 100 亿元。

……

(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:华安证券,尹沿技)

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