第三代宽禁带半导体

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碳化硅功率模块:从技术突破到普惠性核心硬件的产业跃迁
36氪· 2025-09-16 05:28
碳化硅技术范式转移 - 碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料 具有宽禁带(3.2eV)、高击穿电场强度(3.5MV/cm)、高热导率(4.9W/cm·K)等卓越物理特性 相比传统硅基器件性能显著提升[4] - 实际应用性能表现突出:光伏逆变器峰值效率达99%以上 比硅基逆变器98%提升1个百分点 开关频率从几十kHz提升至几百kHz甚至MHz级别 功率密度显著提高[4][5] - 工作温度范围扩展至200℃以上 比硅基150℃提高50℃以上 支持无风扇设计 系统可靠性大幅提升[4][5] 多场景应用生态 - 新能源汽车领域实现约5%行驶里程提升 支持15分钟充电至80%能力 有效缓解充电焦虑[6][7] - 光伏与储能领域转换效率提升至98% 每GW装机容量年减碳超过1万吨 充电基础设施2024年市场规模达25亿元[6][7] - AI数据中心功率密度达硅基器件2倍以上 5G基站能耗降低40%同时信号覆盖扩大30%[6][7] - 消费电子领域快速渗透 苹果140W GaN充电器采用碳化硅模块 预计2025年后成为新增长点[28] 技术迭代与成本下降飞轮模型 - 晶圆尺寸从6英寸向8英寸过渡 单颗芯片制造成本降低30-40% 8英寸衬底可用面积是6英寸1.83倍[9][15] - 12英寸晶圆取得重大突破 可用面积提升约4倍 单位芯片成本降低30-40%[15] - 2024年6英寸导电型碳化硅衬底价格同比下降20-30% 预计2030年接近硅基IGBT价格水平[9] - 沟槽型MOSFET技术使比导通电阻降低40-50% 元胞密度提升近2倍[16] 中国市场应用爆发 - 新能源汽车主驱系统渗透率2024年接近15% 2025年预计达20%以上[9][22] - 800V高压平台快速普及 实现"充电5分钟 续航200公里"水平[22] - 2024年碳化硅功率市场规模达120亿元 带动全产业链发展[29] - 国产碳化硅模块已在120万辆新能源车上应用 2025年1-5月主驱模块占比提升至18.6%[37] 全球竞争格局 - 美国企业占据全球70%以上市场份额 欧洲构建完整产业链 日本在终端设备和模块开发领先[34] - 国际巨头大幅扩产:意法半导体将碳化硅晶圆产能提高至2017年10倍 Wolfspeed全球首座8英寸晶圆厂投产[36] - 2023年以来碳化硅器件价格年均降幅15-20% 国际厂商通过价格战挤压后期玩家[35] 中国产业现状与突围路径 - 衬底材料进入全球第一梯队 12英寸N型4H-SiC单晶衬底实现量产 良率从65%提升至82%[37][38] - 车规级芯片国产化率低于10% 在可靠性、一致性和量产良率方面与国际存在4-5年差距[38] - 需构建"衬底自供—器件制造—模块配套"闭环体系 建立车企-模块厂-芯片厂-材料厂协同创新机制[39] - 预计2029年中国市场规模占全球40%以上 成为最大应用市场[11] 技术发展趋势 - 8英寸晶圆2025年国际大厂集中量产 芯片成本预计下降40-50%[43][44] - 混合碳化硅方案2025年量产 有效降低芯片用量而不牺牲性能[44] - 双面散热技术使散热效率提升30%以上 模块体积减小40%[17] - 智能功率模块集成传感、保护和驱动功能 向系统级优化方向发展[18] 产能与市场规模预测 - 2026年中国碳化硅器件产能规划达460万片 可满足3000万辆新能源汽车需求[11] - 全球碳化硅衬底市场预计2030年增长至664亿元 复合年增长率39.0%[10] - 6英寸碳化硅衬底国产化成本较传统晶体降低70% 8英寸衬底有望进一步压缩成本[29]
山东天岳先进科技股份有限公司拿下国际金奖!
搜狐财经· 2025-06-16 10:56
公司荣誉与行业地位 - 天岳先进荣获第31届半导体年度奖半导体电子材料类金奖 成为中国首家获得该奖项的企业[1] - 公司力压日本三井化学和三菱材料等顶尖半导体材料巨头 成功跻身全球半导体领域顶尖公司行列[3] - 2024年6月获得第二十五届中国专利银奖 体现技术实力获得国内认可[3] 专利与技术实力 - 截至2024年12月31日累计获得发明专利授权194项 实用新型专利授权308项[3] - 境外发明专利授权达14项 显示国际知识产权布局[3] - 掌握设备设计、热场设计、粉料合成、晶体生长、衬底加工等全环节核心技术[3] - 自主研发不同尺寸半绝缘型及导电型SiC衬底制备技术[3] - 全球少数实现8英寸碳化硅衬底量产及商业化的公司之一[3] - 全球首家发布12英寸碳化硅衬底的公司[3] 财务表现 - 2024年实现营业收入17.68亿元 同比增长41.37%[3] - 归属于母公司所有者净利润18046.40万元 同比增加22618.45万元实现扭亏为盈[3] - 扣除非经常性损益净利润15753.19万元 同比增加27025.27万元实现扭亏为盈[3] 公司背景与业务 - 成立于2010年 是全球领先的第三代宽禁带半导体衬底材料生产商[3] - 主要产品包括半绝缘型和导电型SiC衬底[3] - 经过十余年发展建立完整技术体系[3]