中國集成電路產業如何把握新能源汽車等市場機遇

2018中國集成電路產業促進大會——功率半導體主題研討會於2018年11月8日上午在重慶順利召開。研討會由中國電子信息產業發展研究院主辦，超摩爾研究室主任朱邵歆博士主持。研討會以「電力電子市場新機遇」為主題，圍繞如何把握新能源汽車等市場機遇，邀請了華潤微電子常務副董事長陳南翔等7位行業領軍人物和知名專家，共同就功率半導體的技術方向、市場趨勢、發展模式和發展路徑做了深入思考和表達了鮮明觀點。來自企業、高校、研究機構、投資機構、地方政府的超過200人參加了會議。會上，中國電子信息產業發展研究院組織了集成電路特色工藝聯盟的成立倡議儀式，近40家企事業單位意向參與組建聯盟。

華芯投資管理有限責任公司投資一部總經理周瑋為研討會致辭。周瑋總經理介紹了國家集成電路大基金的投資情況、分享了對功率半導體特點的認識和未來的投資思路。核心觀點如下：

1、大基金尚未充分投資布局功率半導體領域，功率半導體的技術進展、應用模式和市場增速都與邏輯工藝相差較大，如何通過投資來促進企業成長是一個新課題。

2、功率半導體有3個特點，一是技術演進速度相對較慢，未來的突破出現在新材料和新結構；二是功率半導體領域的產品定義能力非常重要，需要企業具備非常強的技術研發能力；三是材料、器件、產品和應用需要協同發展。

3、功率半導體將是大基金二期重點布局的方向，也初步思考了投資思路，包括一是依託國內骨幹龍頭企業，推動形成產品定義能力、設計能力及製造能力，促進IDM模式發展；二是將和整個產業生態鏈結合，以股權投資或是產業聯盟的方式，發揮紐帶作用，推動產業生態的形成。

華潤微電子有限公司常務副董事長陳南翔博士做了題為「中國IDM模式的發展機遇」的主題報告。報告介紹了我國半導體產業的發展優勢與機會、如何實現產品公司的創新發展、IDM模式的定位和全球格局。核心觀點包括：

1、中國的電子整機企業以及信息技術應用企業是我國半導體產業發展的重要牽引力量、也是核心基礎與驅動要素， 這是全球半導體產業「三次遷移」的內在邏輯。這些創造了真正意義上的內需市場， 這是我國半導體產業發展的「制高點」 。

2. 產品公司的發展是當前國內外大環境與大形勢下的當務之急，是我國半導體產業發展的「牛鼻子」， 抓住它， 可以逐步實現國內製造資源與「制高點」調整與配合。

3. 在產品公司的發展途徑上，僅靠「晶圓代工+設計公司」的單一路徑是不夠的，事實上國際上已經擁有「Semi-Fabless」商業模式的成功案例（ POWI&MPS ）。而在一些「路徑依賴」的大宗商品中， IDM模式由於能夠實現系統應用帶動、差異化產品與差異化技術深度融合，有序的創新與產業鏈融合、創新鏈與商業鏈深度融合而充滿市場競爭核心力，應該得到高度重視。

4. IDM模式在形式上是擁有製造產業鏈，但其本質是通過「創新鏈」、「產業鏈」與「商業鏈」的深度融合，從系統需求向下整合、形成多價值點控制以支持產品的差異化發展與競爭力培育。

5. 雖然我國已經具備半導體產業發展的「天時與地利」， 略欠「人和」， 而最大短板來自「受制於人」的裝備、材料與技術。而通過IDM模式的發展，不僅可以佔有「制高點」、抓住「牛鼻子」，還可以帶動「補短板」。

中車時代電氣公司副總工程師劉國友博士做了題為「軌道交通功率半導體現狀及發展趨勢」的演講報告，分享了軌道交通使用的功率半導體的特點、技術現狀、發展趨勢和產業展望。核心觀點包括：

1、功率半導體開始融入更多的微電子製造工藝，誕生了IGBT等新型功率半導體。牽引級功率半導體的技術演變使得器件越來越可控，驅動方式從電流控制到電壓控制，工作頻率升高，功率密度提高，系統效率提升。

2、中車具備年產12萬片、8英寸、0.35μm工藝的IGBT晶元生產能力，配套年產100萬隻IGBT模塊的自動化封測能力。

3、中車的自主IGBT應用總量已超過20萬隻，運行穩定可靠。6500V等級的IGBT已在軌道交通領域裝車考核。

4、第7代RC TMOS+逆導型IGBT具備分布更加均勻的溫度和功率密度，電流密度提升30%以上。

5、超大晶元（21cm×21cm）、全銅工藝、功能集成、SiC器件是軌道交通用功率半導體技術發展趨勢。

6、中車的SiC器件生產線於2017年底開通，可實現500℃高溫鋁離子注入，1800℃高溫激活退火。

電子科技大學集成電路研究中心主任、01和02專項專家張波教授做了題為「功率半導體的技術特色與發展趨勢」的主題報告，核心觀點如下：

1、功率半導體分為分立器件和功率IC，其中功率IC佔據半壁江山。單片集成和模塊化集成是發展趨勢。

2、功率半導體已開始在12英寸生產線上製造，BCD工藝的功率IC已使用65nm工藝。

3、英飛凌公司的第六代和七代IGBT並不是技術的進步，而是面向特定應用推出的產品。

4、英飛凌在SiC和GaN器件上的推進，使得產業鏈和技術發展都有了保障，在下游應用市場會快速推進。

泰科天潤半導體科技有限公司創始人、總經理陳彤先生做了題為「電氣化新時代的驅動力：碳化硅功率器件」的主題報告。核心觀點如下：

1、電源應用工程師在對功率半導體器件選型時，主要考慮電源系統的體積重量、轉換效率和開發成本。

2、SiC功率器件在材料、器件設計和製造、電路設計應用三個環節都有很多困難需要克服。包括材料的缺陷、生長效率低、高溫工藝需要摸索、柵氧層不穩定、高頻電路的干擾和串擾等。

3、產業進一步發展需要三個環節協同發展、批量試錯、長期承壓。

4、泰科天潤自主開發的30kW全碳化硅充電模塊和60kW直流快充樁，電能轉換綜合效率≥96%。

蘇州晶湛半導體公司創始人、總裁、國家千人計劃專家程凱博士做了題為「氮化鎵功率器件的外延技術」，核心觀點包括：

1、在功率半導體的「江湖」里，硅基器件是「少林寺」，地位不可動搖。SiC器件更像是「武當派」，是後起之秀。而GaN功率器件更像是「魔教」，完全是另一條技術路線，未來需要更多的在差異化市場尋求機會。

2、氮化鎵功率器件分為橫向器件和垂直器件。氮化鎵器件的特點是可以基於硅襯底來製造，成本會非常有優勢，更適合小功率高頻的應用場景。

3、氮化鎵器件還是有很多的不確定性，從外延和器件角度來看都有很多的課題去研究，需要整個產業鏈共同推進。

長安新能源電驅開發副總工程師、長安汽車特聘專家馬永泉博士做了題為「IGBT應用於新能源汽車的趨勢與挑戰」的主題報告，核心觀點包括：

1、預計2020年中國新能源乘用車市場銷量規模186萬輛，2027年為890萬輛。

2、長安新能源乘用車中，EV主要使用英飛凌和富士的標準IGBT模塊，PHEV主要使用聯合電子、德爾福等公司外購英飛凌晶元自主封裝的IGBT模塊。

3、以中車時代電氣為主的國內各大IGBT廠商均加大國內自主研發和生產能力的建設。但國內汽車級IGBT設計製造能力仍然嚴重不足。

4、國內尚無行業認可的針對高可靠性汽車級IGBT模塊的測試驗證標準規範，嚴重影響汽車級IGBT模塊的國產化進程。

5、國內IGBT產業布局尚不成熟，缺乏自主可控的產業鏈生態環境，嚴重影響國內新能源汽車行業的健康發展，亟需上下游產業鏈企業加強產業化合資合作。

米格實驗室總裁閆方亮博士做了題為「半導體材料和工藝分析共享平台進展」的主題報告，核心觀點包括：

1、共享平台通過「頂尖科學家+專業運營團隊+資本+政府」四位一體合作，建立一個全球頂級的 「半導體晶元和材料分析專業實驗室服務平台」。

2、業務定位：材料分析、成分分析、逆向分析、失效分析、可靠性分析；市場定位：集成電路、寬禁帶半導體、光電子、MEMS、AI晶元、功率晶元、RF；戰略定位：改變高端晶元檢測國外壟斷，填補國內空白，確保國家和行業安全。

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