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受訪嘉賓 | 黃宏留
杰平方半導體副總經(jīng)理
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杰平方半導體是業(yè)內少有的專注高毛利、高壁壘市場的碳化硅IDM企業(yè)。雖然成立僅2年，但公司的發(fā)展明顯超預期。目前，公司的主要產品已經(jīng)在汽車、光伏等領域實現(xiàn)了批量出貨。未來，在自有晶圓廠量產及小米產投等積極因素的助力下，預計公司將駛入發(fā)展的快車道。
SiC 具有大禁帶寬度、高擊穿電場強度、高飽和漂移速度等優(yōu)良特性，目前已經(jīng)成為半導體領域最火熱、最具前景的材料之一。
最近，芯八哥“走進產業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內碳化硅IDM的新銳企業(yè)杰平方半導體副總經(jīng)理黃宏留，探討在碳化硅爆發(fā)式發(fā)展的大背景下，杰平方半導體實現(xiàn)快速增長的突破之道。
專注高壁壘市場，產品已經(jīng)在汽車、光伏等領域批量出貨
據(jù)了解，杰平方半導體成立于2021年，是一家聚焦車規(guī)芯片和第三代半導體的IDM廠商。基于核心團隊逾三十年豐富的業(yè)界經(jīng)驗，杰平方已向市場推出了多個系列的高性能碳化硅（SiC）、模擬信號鏈等前沿產品，可廣泛應用于光伏、儲能、新能源汽車等領域。
在新能源汽車領域，碳化硅主要用于主驅逆變器、車載充電系統(tǒng)(OBC)、電源轉換系統(tǒng)(車載DC/DC)和非車載充電樁等領域。根據(jù)Wolfspeed公司的預測，到2026年汽車中逆變器所占據(jù)的碳化硅價值量約為83%，是電動汽車中價值量最大的部分。其次為OBC，價值量占比約為15%；而DC-DC轉換器中SiC價值量占比在2%左右。此外，電動汽車充電樁也是SiC器件的一大應用領域。
從上車情況來看，隨著近年來800V高壓平臺布局的加速，目前除特斯拉Model Y/Model 3外，行業(yè)內包括比亞迪漢EV/唐EV、蔚來ES7/ET7/ET5、小鵬G9、理想L9、小米SU7、保時捷Tayan等車型也已經(jīng)在電驅中采用了碳化硅器件。在國內外車企紛紛布局 800V 高壓平臺的趨勢下，碳化硅在汽車領域未來有望獲得更大規(guī)模的增長。
資料來源：杰平方半導體
杰平方副總經(jīng)理黃宏留表示：
隨著新能源汽車產業(yè)變革的加速，全球新能源汽車迎來了快速發(fā)展，尤其在國內市場上，目前比亞迪等廠商已經(jīng)成為全球新能源汽車行業(yè)的引領者。在主機廠碳化硅相關車型出貨量的不斷帶動下，800V碳化硅在主驅的整個滲透率也在不斷提高。根據(jù)我們的預測，到2029年國內新能源汽車800V的滲透率可達到66%，相關銷售額將上升為70億美金，整個市場將會迎來巨大的發(fā)展機會。
基于對市場需求的深刻認知，杰平方針對主驅逆變器、OBC、DC/DC和充電樁等快速增長的細分市場目前都已經(jīng)研發(fā)了相關系列的產品。其中，在主驅逆變領域，公司研發(fā)了JPM120008、JPM120012等系列產品；在OBC及DC/DC領域，公司也推出了JPM120020B4、JPM120040B4、JPM120040B4、JPM120080B4、JPM1700650B3等系列產品；而在充電樁領域，公司的JPM120020B4、JPM120040B4、JPM1700650B3等系列產品可滿足下游客戶的多樣化需求。
資料來源：杰平方半導體
具體來看，JPM120008是杰平方推出的主要為新能源汽車電驅方面而開發(fā)的一款1200V/8 mΩ的主力產品，它擁有更簡單的設計，在技術參數(shù)上全面對標國際一流廠商水準，能夠讓主機廠在很大程度上降低整個系統(tǒng)的成本；而JPM120040是杰平方推出的一款N-溝道增強型SiC MOS產品，電壓為1200V，導通電阻為30mΩ，和業(yè)內競品相比下降了30%。此外，該產品還具有高擊穿電壓、低導通電阻、高開關速度、容易驅動與并聯(lián)、高雪崩耐量等特點，可以為車載 DC/DC 轉換器、車載充電器 (OBC)等領域降低冷卻要求及系統(tǒng)成本的同時，提高其系統(tǒng)效率與功率密度。
雖然公司是21年才成立，但發(fā)展至今，整個發(fā)展進程已經(jīng)超越絕大部分初創(chuàng)公司。在汽車方面，現(xiàn)在我們已經(jīng)在OBC領域批量出貨，合作廠商主要包括長安、一汽紅旗等。而汽車主驅產品由于技術壁壘較高，因此整個研發(fā)及周期會比較長，我們在這上面整個研發(fā)已經(jīng)差不多兩年，目前已在加速推進當中，預計2024年二季度左右會ready，第三季度左右會發(fā)布，驗證完成后就會上車。當然除了主機廠外，我們也和均勝電子等頂級的Tier1廠商合作，通過定制車規(guī)模擬芯片，探索全球供應鏈之外的補充機制，以打造新的芯片可替代方案。
黃宏留說。
資料來源：杰平方半導體
而在光儲領域，碳化硅器件可以讓發(fā)電的轉換效率從硅基的96%提升至SiC MOSFET的99%以上，能量損耗降低50%，設備循環(huán)壽命最大可提升50倍，這使得光儲逆變器擁有更大替換碳化硅的動力。
針對光儲微型逆變器、組串式逆變器等廣大的光儲新能源市場，杰平方目前也已經(jīng)推出了JPS120002E201、JPS120005E201、JPM120020B4、JPM120040B4、JPS120020B301、JPS120030B30、JPM1700650B3等多個系列的產品。
資料來源：杰平方半導體
以JPM120020B為例，該產品是杰平方自主研發(fā)的1200VSiC MOSFET功率器件，支持耐壓值1200V，導通阻抗20mΩ，耐高溫特性，穩(wěn)定工作溫度高達175℃；在工藝上，該產品采用先進的減薄工藝，具有優(yōu)異的低阻抗特性，能夠減小器件的能量損耗；此外，該產品還具有開關速度快，損耗低，易于并聯(lián)的特點，非常適合導通電流更大、阻抗更低的光伏逆變等應用。
資料來源：杰平方半導體
黃宏留指出：
目前，在微型逆變器業(yè)務領域，我們主要以碳化硅的二極管產品為主，通過用碳化硅二極管替代傳統(tǒng)硅二極管產品，讓輸出二極管的功率損耗下降50%以上，可以幫下游客戶最大程度較低生產成本；而組串式逆變器主要采用碳化硅二極管+碳化硅 MOS的組合方案，不僅能夠承載的功率更高，而且也能讓逆變器體積做的更小。從出貨來看，碳化硅二極管由于技術門檻相對比較低，現(xiàn)在我們在深圳以及江浙一帶主流的光儲客戶上已經(jīng)實現(xiàn)批量出貨，而組串式逆變器產品目前我們也已經(jīng)在快速導入之中，也是公司現(xiàn)在主要的一個出貨方向。
產能達24萬片/年！小米產投加持助力其加速發(fā)展
近年來，隨著碳化硅器件產能及良品率的不斷提升，其成本得到了顯著下降，這不僅進一步加速了碳化硅在各大行業(yè)商業(yè)化的進程，也讓碳化硅行業(yè)迎來了產業(yè)爆發(fā)的甜蜜點。
市場規(guī)模方面，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2022年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模為17.94億美元，預計未來6年將保持31%的年均復合增長率快速增長，到2028年其市場規(guī)模將達到89.06億美元。
資料來源：YOLE
值得注意的是，目前碳化硅市場仍然以汽車應用為主導，在2022年以12.56億美元的規(guī)模占整體市場的比例達70%。在新能源汽車爆發(fā)式增長的帶動下，市場對SiC器件的需求空前高漲，尤其是隨著主驅逆變器采用碳化硅的車型越來越多，將消耗掉全球大部分SiC襯底產能，全球襯底產能將持續(xù)緊缺。
在這種大背景下，產業(yè)鏈長約訂單的形式開始不斷出現(xiàn)。下游主機廠通過和芯片供應商、Tier1簽訂長約，不僅可以提前鎖定未來3-5年的產能，避免芯片短缺的情況出現(xiàn)，而且還可以把批量采購價可降至硅基IGBT的2.0-2.5倍，讓碳化硅大規(guī)模上車從理論成為現(xiàn)實。可以看到，目前包括特斯拉、奔馳、寶馬、比亞迪、Stellantis等國際大型車企都在爭相與Wolfspeed、英飛凌、意法半導體等芯片廠商建立長期的碳化硅芯片供應協(xié)議，行業(yè)內各種10億美元以上的大訂單已經(jīng)屢見不鮮。
業(yè)內周知，功率SiC IDM 仍是其主流商業(yè)模式，而6英寸是龍頭廠商的主流SiC晶圓尺寸。在供不用求的刺激下，行業(yè)內已有多家公司基于這一成熟平臺有多種產能擴張計劃。目前，Wolfspeed 是全球唯一一家在 8 英寸平臺上進行部分生產的廠商，盡管多家廠商已宣布打算遵循這一戰(zhàn)略決策，但從規(guī)劃到最終落地仍有眾多難關需要攻克。
作為碳化硅的新銳企業(yè)，杰平方也以IDM作為其商業(yè)模式，并且計劃總投資額約港幣69億元，在香港元朗興建年產量24萬片的8英寸碳化硅晶圓廠。值得一提的是，該項目是香港歷史上設立的第一家具有大規(guī)模量產能力的半導體晶圓廠，反映出本屆特區(qū)政府對前沿科技的重視以及對杰平方企業(yè)實力的認可。
黃宏留表示：
我們公司的創(chuàng)始人俎永熙博士，是中國第一批從美國回來的半導體核心人員之一，也是中芯國際的聯(lián)合創(chuàng)始人之一，為中國半導體從0到1的發(fā)展做出了巨大的貢獻。作為一個在晶圓制造方面擁有多年經(jīng)驗的老兵，他認為在碳化硅這個行業(yè)一定要有自己的工廠，才能在競爭激烈的市場中脫穎而出。因此，基于公司創(chuàng)始人本身在行業(yè)的資源，目前杰平方也在積極興建自己的碳化硅工廠。我們的工廠是8英寸的，設備的要求以及工廠自動化程度要比6英寸要更高。當前晶圓廠的各項工作已經(jīng)在按計劃在推進當中，預計到2025年年底左右就能夠實現(xiàn)初步量產。一期的產能約為24萬片/年，基本上可以支持到200萬輛新能源汽車的需求。
基于碳化硅未來良好的市場發(fā)展前景，目前除了意法半導體、英飛凌、安森美等傳統(tǒng)功率器件大廠紛紛在碳化硅領域發(fā)力外，行業(yè)內各細分市場的初創(chuàng)企業(yè)也層出不窮。
在談及公司的競爭優(yōu)勢時，黃宏留指出：
杰平方的一個核心的優(yōu)勢就是有自己的工廠，這也就意味著公司擁有很強大的一個工藝能力。我們不是一個純粹的設計公司，我們有自己的工藝團隊，所以公司是會設計跟工藝聯(lián)結合起來，達到一個良率及產品性能上的最優(yōu)化。如果在量產的過程中出現(xiàn)任何問題，我們都能得到快速及時的解決，而這是其他公司很少能具備的能力；第二個就是我們的團隊在建廠方面是非常有經(jīng)驗的，我們現(xiàn)有的團隊里面，總共在全球建了13座晶圓廠，這里面基本上都是以先進工藝為主，因此我們在這一塊有很深的積累，能夠按照半導體發(fā)展的規(guī)律來推進公司的各項工作，盡管在我們也會在推進進程中面臨各種各樣的挑戰(zhàn)，但是你有過成功經(jīng)驗，就知道如何去規(guī)避及解決實際運營中出現(xiàn)的各種問題；第三個在應用方面，我們不僅非常了解下游客戶的需求，而且也能根據(jù)市場的技術演進，前瞻性的做一些降本增效的技術升級與創(chuàng)新，這將加速公司產品在市場端的落地進程。
為了加速發(fā)展的步伐，杰平方也已經(jīng)完成了多輪融資，主要投資人包括小米產投、中芯聚源、臨芯投資、啟迪金控等。值得強調的是，小米第一款新能源車SU7也已經(jīng)采用800V碳化硅的電機方案，杰平方作為其生態(tài)鏈投資公司，未來或許會受益于小米汽車的爆發(fā)。
展望未來，黃宏留表示：
杰平方的規(guī)劃是要成為全球車規(guī)IDM的主流廠家。為了達到這個目標，一方面我們會圍繞著新能源汽車，推出更豐富的產品矩陣。在技術路線上，除了當前的平面SiC外，我們也會積極推進溝槽SiC產品的研發(fā)工作，以進一步增強公司整體的技術及產品競爭力；另外一方面，在產能上，我們也是規(guī)劃了兩個晶圓廠，整個產能在業(yè)內都處于領先地位。公司有個“杰平方定律”，即對整個產業(yè)預期來說，隨著技術的不斷演進，在性能提升的前提下，碳化硅每兩年成本可以降一半。通過技術演進帶來的成本下降，未來持續(xù)圍繞光儲以及新能源汽車兩大核心市場，支持整個新能源行業(yè)的發(fā)展。
審核編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
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