国内碳化硅产业布局加速中 露笑科技欲突破SiC晶体制备难题

　　本报见习记者 吴文婧

　　近日，随着小米氮化镓快充头的发布，氮化镓相关概念股被点燃。事实上，第三代半导体材料的另一员大将碳化硅（SiC）早已“炙手可热”，2019年，华为投资了国内领先碳化硅晶体公司山东天岳，正式进军碳化硅领域，这一动作加剧了国内资本对碳化硅的追逐。

　　2020年2月20日晚，【露笑科技(002617)、股吧】（002617）公告称拟非公开发行股票，用于投资碳化硅晶体材料和制备项目，初步拟定产品为4-6英寸半绝缘型以及4H晶体N型导电型碳化硅及其他产品。本次非公开发行股数不超过发行前总股本的30%，即4.53亿股（含本数），最终发行数量以中国证监会核准的发行数量为准，按公告日收盘价初步推算总投资将在20亿元内。

　　借基础优势瞄准碳化硅晶体材料供给

　　“碳化硅凭借其远超硅材料的优异性能在特色光电、功率半导体、射频等场景都具有广泛应用，不过目前制约碳化硅产品快速向市场渗透的主要障碍还是原材料碳化硅片供给方面的问题，公司加大对碳化硅晶体材料和制备方面投入也是出于这个考虑，”在采访中，露笑科技董秘李陈涛告诉记者，“虽然碳化硅一直被外界所看好，但是应用到商业环境下，碳化硅价格高出硅基数倍的价格，还是让很多人都望而却步。究其原因便是碳化硅晶体价格过于昂贵，目前碳化硅4英寸的已经高达5000元，而6英寸的价格更要8000元左右，是同面积硅基材料的几十倍。”

　　“无论是PVT法，LPE法，还是HTCVD法，都存在长晶速度慢，产能小等问题。PVT法下72小时只能生长20mm厚度不到晶锭，一次仅能切割10片都不到，所以碳化硅片价格极其昂贵。”一位不具名的行业分析师向记者证实称，碳化硅片昂贵的主要原因是缺乏高效的晶体制备技术，“谁能真正更快的解决此类问题，将能极大的抢占市场，成为真正的行业龙头。”

　　2019年9月，中科钢研碳化硅项目总部基地落户上海。2019年12月，露笑科技与中科钢研、国宏中宇签署了《半绝缘型碳化硅材料、装备研发与应用合作协议》。李陈涛告诉记者，公司与中科钢研达成的深度合作中双方共享设备制造经验，长晶技术等，三方将开展大尺寸半绝缘型碳化硅衬底片、外延片的技术成果产业化转化，以形成产业化供货能力。

　　事实上，露笑科技作为蓝宝石行业龙头，在内蒙古通辽建有全球最大的蓝宝石合资生产基地，对晶体设备和后续基片精加工有着十多年的生产、技术经验积累。“公司本身就具备自主制造单晶炉的能力，已经取得中科钢研80台套碳化硅长晶炉设备的销售合同，目前公司碳化硅长晶设备的交付也相当顺利，可以说是万事俱备。”李陈涛提到。

　　据记者了解，目前国内还有山东天岳，天科合达，中科钢研，世纪天域等多家晶体生长公司在该领域发力，期待取得突破。

　　碳化硅器件将成新能源车最佳选择

　　公开资料显示，碳化硅的禁带宽度约为硅的3倍，导热率为硅的4-5倍，击穿电压为硅的8倍，因此碳化硅特别适于制造高温、高频、抗辐射的大功率器件，材料性能优势体现的淋漓尽致。

　　据IMSResearch报告显示，碳化硅功率器件2017年市场份额在3亿美元左右，主要集中在光伏逆变器与电源领域。虽只占到功率器件市场的1.5%的规模，但近几年的年复合增长率保持在30%以上。同时，在产品结构也主要是以二极管为主，占到80%以上的份额，而未来随着电动汽车作为主驱动力以及MOSFET器件的上量，有望在未来8年超20亿美元。

　　前述行业分析师向记者介绍称：“目前SiC最受关注的是在电动汽车的电驱系统控制单元PCU上的应用，传统PCU使用普通硅基半导体制成，但是越来越多的电动汽车厂家，包括丰田，特斯拉等公司开始使用碳化硅SBD和MOSFET来替代硅基，目前全用碳化硅器件可降低车辆10%的总能量损耗，同时可降低PCU80%的体积，使得车辆更为紧凑轻巧，社会经济效益十分明显。碳化硅基取代硅基功率器件是未来电动汽车电驱系统发展的必然趋势。”

　　事实上，目前，特斯拉Model3的电驱系统已采用了碳化硅器件，丰田也将于2020年正式推出搭载碳化硅器件的电动汽车，包括国内的新能源汽车龙头比亚迪（002594），也开始使用碳化硅功率器件。

　　国内碳化硅产业阵容持续扩大

　　前述分析师还向记者直言，在市场格局上，目前英飞凌、罗姆、科锐、意法半导体四家公司是碳化硅器件领域绝对巨头，四家公司合计占有了约90%市场份额，并且不断加码，扩大产能，提升技术，抢占高地。

　　据记者了解，早在2018年英飞凌就通过收购将一项“冷切割”高效晶体材料加工工艺收入囊中，在碳化硅晶圆的切割上提高效率和良率。2019年，科锐Cree剥离照明业务，专注于化合物半导体射频和功率应用市场，同年宣布斥资10亿美元，扩大碳化硅产能；此外，日本昭和电工近两年已三度进行了碳化硅晶圆的扩产，代工厂方面的德国X-Fab、台湾汉磊也都斥资新建碳化硅生产线。

　　“当前，国内外在碳化硅领域所暴露出来的差距，不单纯是个别材料公司、或者某个芯片制造公司本身的发展问题，而是整个产业链的问题。材料问题需要快速突破，芯片制造技术需要及时跟上，产业创新体系需要马上建立，光靠个别公司单打独斗是不能解决问题的，”前述分析师向记者坦言，“不过，现在国内产业界已经意识到问题的重要性和紧迫性，大家都在积极布局，为中国碳化硅产业发展而努力。”

　　据悉，尽管目前国内部分仅少部分公司有碳化硅芯片生产能力，但是有越来越多的传统硅基功率器件公司，开始慢慢布局碳化硅器件生产，包括【华润微(688396)、股吧】、扬杰科技（300373）、士兰微（600460）、泰科天润、中车时代等，此外在晶体制备上，也有碳化硅新势力露笑科技、楚江新材（002171）等企业加入，国内产业阵容持续扩大。

　　露笑科技董秘李陈涛向记者提到，就半导体国产化的趋势下，碳化硅器件国产替代是大势所趋，国家政策对产业链的相关扶持力度也会加大。