功率半導體是電力轉換的關鍵器件,廣泛應用于工業變頻器、光伏逆變器、風電變頻器、新能源汽車電控系統以及變頻家電、消費電子等眾多領域。近年來,國產代替的呼聲日益高漲,發展第三代半導體或將寫進十四五計劃,國內廠商掀起了一輪布局投資熱潮。
近日,碳化硅芯片公司瞻芯電子在上海臨港舉辦新品發布會并公布了最新融資進展。瞻芯電子已于今年完成過億元人民幣融資,投資方包括臨芯投資、金浦投資以及幾家重要產業協同方,青桐資本擔任財務顧問。
瞻芯電子2017年成立于上海自貿區臨港新片區,是一家聚焦于碳化硅(SiC)半導體領域的高科技芯片公司,擁有一支經驗豐富的SiC工藝及器件設計、SiCMOSFET驅動芯片設計、電力電子系統應用、市場推廣和產品運營等方面高素質核心團隊。
第三代半導體有望彎道超車
我國半導體行業落后歐美發達國家已久,很難在短時間內完成進口替代,但是第三代半導體的發展處于全球起步階段,目前尚未形成專利標準和行業壁壘,從我國技術水平來看,已經具備自主研發第三代半導體的能力,是我國在半導體領域實現直到超車的最佳時機。
實際上,自成立后瞻芯電子短短幾年時間取得了重大突破。2018年5月1日,第一片國產6英寸SiCMOSFET晶圓在上海瞻芯誕生,2019年9月,瞻芯電子推出已經通過JEDEC認證的碳化硅MOSFET柵極驅動芯片系列產品;2020年7月,瞻芯電子推出超越工規級的碳化硅二極管產品系列。
此外,上海瞻芯電子在2020年5月6日申請了一項名為“半導體器件結構及其形成方法”的發明專利,該項專利中所提供的半導體結構和制備方法,相較于同種器件而言,電廠強度大幅度降低,提高了半導體器件柵氧化層的可靠性。同時柵漏之間的電容也被大幅降低,從而極大地減少了開關功率的損耗。
瞻芯電子是麥格米特的參股公司,今年9月2日,麥格米特在互動平臺上透露瞻芯電子的技研進展,“目前已經完成了國內第一個基于6英寸碳化硅晶圓的SiCMOSFET和SBD工藝平臺開發,預計9月份還將有一款碳化硅MOSFET器件通過工業級可靠性認證,這也將是填補國內空白的產品。”
1200V碳化硅產品填補國內空白
2020年10月16日,瞻芯電子產品發布會在上海舉行,發布工規級基于6英寸晶圓的SiCMOSFET產品,瞻芯電子的第三代半導體功率器件已經在麥格米特的充電樁模塊上成功運行,發布首款量產。
基于6英寸晶圓通過JEDEC(暨工規級)認證的1200V80mohm碳化硅(SiC)MOSFET產品。這是首款在國內設計研發、國內6英寸生產線制造流片的碳化硅MOSFET,該產品的發布填補了國內空白,產品性能達到國際先進水平。新產品支持的應用領域,包括風能和光伏逆變、工業電源、新能源汽車、電機驅動、充電樁等領域。
碳化硅是新一代半導體的主攻方向,瞻芯電子創始人張永熙博士介紹,在新能源汽車電驅動中使用SiCMOSFET替代SiIGBT,整車效率提高5%-10%。在光伏逆變器中使用SiC功率器件,整機的能耗降低50%。
電力電子行業專家周滿枝介紹,使用SiCMOSFET替代SiIGBT,其開通損耗降低至三分之一,關斷損耗降至二十分之一,這使得使用SiC功率器件的產品可以達到更高的功率密度,使用更簡單的散熱設計,整體效率更高。
碳化硅MOSFET產品可以應用于新能源汽車、光伏逆變,風能逆變、儲能設施、高速電機驅動等場合,其市場前景廣泛,預計到2027年市場銷售額將達到100億美元,SiC功率器件是面向未來更環保,更節能的電能轉換核心器件,在整個系統中處于關鍵部位。