本報見習(xí)記者 杜卓蔓

    碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)越的物理性能而受到市場越來越多的關(guān)注。近日，露笑科技公告，公司將與合肥市長豐縣人民政府共同投資建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體（碳化硅）產(chǎn)業(yè)園，項目總投資100億元。

    從2018年下半年開始組建碳化硅晶體爐制造攻關(guān)小組，到2019年7月份生長爐研制成功，再到2020年4月份10億元定增加碼碳化硅業(yè)務(wù)以及如今的百億元碳化硅產(chǎn)業(yè)園投資，露笑科技在碳化硅產(chǎn)業(yè)布局之路上可謂勢如破竹。公司在碳化硅產(chǎn)業(yè)化方面具備哪些相關(guān)技術(shù)？未來還需攻克哪些難點？100億元投資如何落地？9月20日，《證券日報》記者就以上問題與公司負責(zé)人進行了深入對話。

    碳化硅生產(chǎn)技術(shù)與藍寶石相近

    公司已具備產(chǎn)業(yè)化前提

    公告顯示，露笑科技是國內(nèi)藍寶石設(shè)備、長晶及襯底加工領(lǐng)域規(guī)模最大的公司之一，而碳化硅跟藍寶石從設(shè)備、工藝到襯底加工有較強的共同性和技術(shù)基礎(chǔ)。

    “碳化硅相比藍寶石而言，無論是前面的長晶，還是后面的切磨拋，兩者工藝以及設(shè)備都是接近的，無非碳化硅的長晶難度更大罷了。”露笑科技碳化硅事業(yè)部負責(zé)人告訴《證券日報》記者，“從整個行業(yè)來看，現(xiàn)在做碳化硅的企業(yè)很大部分都是從藍寶石轉(zhuǎn)行過來的，國外的例如GTAT，國內(nèi)例如三安光電、山東天岳等。”

    以此為契機，2018年下半年開始，露笑科技即抽調(diào)內(nèi)蒙古藍寶石公司的設(shè)備研發(fā)人員組建碳化硅晶體爐制造攻關(guān)小組，并于2019年7月份成功研制出生長爐。

    公司負責(zé)人稱，“我們現(xiàn)在已經(jīng)具備4英寸、6英寸碳化硅設(shè)備的制造能力，并且實現(xiàn)了規(guī)模化的銷售。”公告顯示，露笑科技和中科鋼研、國宏中宇簽訂了約3億元的碳化硅長晶爐銷售合同，目前首批套碳化硅長晶爐已經(jīng)完成設(shè)備性能驗收交付使用。“之前的訂單都在陸陸續(xù)續(xù)地交付當(dāng)中，后續(xù)我們會有更大規(guī)模的合作。”上述負責(zé)人向記者透露。

    在自研設(shè)備的基礎(chǔ)上，露笑科技于2019年8月份開始碳化硅晶體生長的研究，并儲備了國內(nèi)最早和最頂尖的從事碳化硅晶體生長研究的技術(shù)團隊。

    “公司現(xiàn)在已完全掌握了4英寸、6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底片的長晶工藝，以及切磨拋加工工藝。”公司碳化硅事業(yè)部人士對記者表示，“目前我們實驗室里面已經(jīng)長出了具有較高良品率的6英寸的碳化硅，而且我們現(xiàn)在整個隊伍的人才儲備以及培訓(xùn)也已經(jīng)基本上完成。”

    基于設(shè)備制造、長晶工藝和人才儲備三方面的準(zhǔn)備，露笑科技方面表示，公司目前已具備碳化硅產(chǎn)業(yè)化的前提。

    碳化硅的需求或大幅增長

    成本控制以及缺陷控制是關(guān)鍵

    眾多企業(yè)入局碳化硅產(chǎn)業(yè)化與新能源汽車的發(fā)展有關(guān)。光大證券在研報中提到，特斯拉是第一家在主逆變器中集成全碳化硅功率器件的汽車廠商，目前全球已有超過20家汽車廠商在車載充電系統(tǒng)中使用碳化硅功率器件。

    根據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù)，2018年碳化硅功率器件市場規(guī)模約3.9億美元，受新能源汽車龐大需求的驅(qū)動，以及電力設(shè)備等領(lǐng)域的帶動，預(yù)計到2027年碳化硅功率器件的市場規(guī)模將超過100億美元，碳化硅襯底的市場需求也將大幅增長。

    露笑科技碳化硅事業(yè)部負責(zé)人對《證券日報》記者表示，“現(xiàn)在市場非常看好碳化硅，但我們認(rèn)為其真正的市場爆發(fā)一定是要基于電動汽車應(yīng)用的大規(guī)模的爆發(fā)，我們初步判斷電動汽車爆發(fā)的起點應(yīng)該是在2022年。”

    “所以我們，也包括國內(nèi)許多企業(yè)都把今明兩年叫作建設(shè)期。”上述負責(zé)人對記者坦言，“目前從全中國范圍內(nèi)來講，6英寸的規(guī)模化量產(chǎn)大家都在從無到有的建設(shè)過程中。”

    那么，在碳化硅市場需求被徹底帶動起來之前，公司還有哪些需要攻克的難關(guān)？公司負責(zé)人稱，“目前我們實驗室的數(shù)據(jù)與國際的第一梯隊已經(jīng)很接近了，但離規(guī)模化量產(chǎn)化還有一段路要走，這也就是公司目前最想要克服的難點。”

    據(jù)悉，相比于硅基器件，碳化硅的特性更加優(yōu)越但生產(chǎn)難度也更高。例如，碳化硅單晶需要更高的溫度以及更復(fù)雜長晶工藝，質(zhì)量控制的要求也比硅更高。種種因素導(dǎo)致碳化硅的生長速度非常慢，構(gòu)成了規(guī)模化量產(chǎn)的一大阻力。

    “硅單晶的生長速度是每小時長300毫米，而碳化硅單晶每小時只能長400微米，兩者相差了近800倍，這也決定了我們碳化硅襯底的價格現(xiàn)在要遠遠高于硅的襯底。”露笑科技負責(zé)人對記者表示，“那么我們第一就要解決成本控制問題；第二是缺陷控制，特別是良品率的提升；第三是碳化硅長期可靠性問題。”

    對此，創(chuàng)道投資咨詢合伙人步日欣向《證券日報》證實稱，“現(xiàn)在制約第三代半導(dǎo)體推廣的最大的因素就是價格，而價格過高的主要原因就是目前碳化硅還沒有大規(guī)模的量產(chǎn)或普及開來。”

    首筆資金為大規(guī)模量產(chǎn)奠基

    產(chǎn)業(yè)鏈外延需穩(wěn)扎穩(wěn)打

    事實上，露笑科技已于浙江省諸暨市完成6英寸碳化硅試生產(chǎn)線，針對成本控制、缺陷控制以及碳化硅長期可靠性三個問題，公司也已經(jīng)給出了具體的計劃和安排。

    露笑科技碳化硅事業(yè)部負責(zé)人對《證券日報》記者表示，“接下來，我們第一要完善和提高6英寸的碳化硅的長晶工藝，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上不斷提高工藝的可復(fù)制性；第二，我們要建立規(guī)模化的產(chǎn)線，然后通過這個產(chǎn)線來提高良率，降低生產(chǎn)成本，同時在產(chǎn)品長期可靠性問題上，我們要得到一個根本性的解決方案。”而在建立規(guī)模化產(chǎn)線方面，公司先期的3.6億元投資是第一步。

    據(jù)露笑科技方面介紹，3.6億元的投資初步計劃很快就會完成，用于建設(shè)100臺的6英寸碳化硅規(guī)模化產(chǎn)線。“在此基礎(chǔ)上，到明年4月份以后，我們將加快下一步的投資建設(shè)，進一步擴大產(chǎn)能規(guī)模。”

    公告顯示，露笑科技與合肥市長豐縣人民政府共同投資建設(shè)的第三代功率半導(dǎo)體（碳化硅）產(chǎn)業(yè)園項目中，總投資為100億元，其中一期投資21億元，一期首次投資為3.6億元。項目一期建成達產(chǎn)后，可形成年產(chǎn)24萬片導(dǎo)電型碳化硅襯底片和5萬片外延片的生產(chǎn)能力；項目二期預(yù)計投入39億元，二期建成達產(chǎn)后，可形成年產(chǎn)10萬片6英寸外延片建設(shè)以及年產(chǎn)10萬片8英寸襯底片建設(shè)；三期預(yù)計投入40億元，項目內(nèi)容為年產(chǎn)10萬片8英寸外延片建設(shè)、年產(chǎn)15萬片8英寸襯底片建設(shè)。

    “產(chǎn)線的建立、良率的提高、工藝的穩(wěn)固、長期可靠性得到解決，以及延伸產(chǎn)業(yè)鏈（碳化硅的外延），這些不是一蹴而就的，我們還是要一步一步地穩(wěn)扎穩(wěn)打。”露笑科技負責(zé)人稱。

（編輯 才山丹）