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碳化硅0627 这个很专业

柒柒似是韭

买买买的半棵韭菜

2021-06-28 06:44:46

Q:碳化硅量产的良率和成本还不是很理想，理想状态下拿 6 寸的碳化硅成品举例，成本大概能降到多少美元？
A：前几年还在 1000 美元以上，现在已经低于 1000 美元了，降本空间还比较大，几年后通过大规模量产可能降到 500 美元以下。包括 Cree 在内的公司做了很多投入在降本上，上次我通过 Cree CEO 的投资会议知道，之前他们扩产能的频率不稳定，每批次的数量不一样，每台机器都有各自的特性，用的器件都不一样。现在改进之后一次性扩了几百台设备，一致性做到了非常好，现在一台上做了改进，在其他机器上都可以很快应用，这也促进了成本的降低和良品率的提高。以前是像研发的做法，现在是通过大规模生产来推广。现在国内厂商也在快速地扩大产能，但这其实是机会和风险共存的，在没有定义有竞争力工艺的时候，拿LED 来举例，如果大规模上可能会很惨，因为新的东西出来了你就过时了，自己做可能还不如买的便宜，最后就只能停机。矛盾在于，如果不扩张，工艺很难大规模量产；如果扩得太快，技术工艺可能面临过时的风险。
Q：碳化硅虽然性能好，但普及的话最大的问题是成本吗？这样的话廉价大众型电动车是否使用有困难？
A：成本方面，单纯从单个器件来讲，碳化硅是 IGBT 3 倍的价钱。但是在系统层面，充电桩因为用了碳化硅，把体积缩小、能效提高，在散热的结构件、金属件、腔体等上面都省了很多钱。Cree 等公司做了评估，在系统层面用碳化硅是省钱的，同种条件下，用碳化硅可以使同一块电池增加 10-15%的续航能力，汽车性能得到提高，可以用小一点的电池提供同样大的动力。这种情况下，车企在碳化硅上多花的钱是少于节约的成本的。

Q：既然老设备可以实现，那良率低的原因是什么？主要是长晶的一些技术问题还是别的因素？（设备要求低但经验要求高？）
A：整个产业处在初期阶段，包括 Cree 在内的跨国公司，对碳化硅的设备、工艺等的knowhow 都非常严格地保密，因为这些是他们的核心竞争力，基本上都是“黑匣子”，技术人员的开发环境都非常封闭，不对外公开，这是比较难学习的一点。从材料到设备的控制，很多都是凭经验去摸索，我们在收购 Norstel 后也是经过两年时间的不断试错才让产出从 4寸长到 6 寸，同时提高材料的质量和成品率，没有捷径。Norstel 到现在已经做了 20 年，在这方面一直深耕。如果有国内公司很轻易地就说有 6 寸的晶片，可以问他你的种晶来源于哪里，如果用其他公司的种晶是涉及到知识产权问题的，别家种晶的固有缺陷在你这里也一定会体现出来。这也是为什么国内衬底材料方面两家做的比较大的公司，山东天岳和天科合达能做好的原因。天科合达是北京的，是中科院物理所出来做的，已经有 10 多年了。山东天岳是基于山东大学一个院士毕生的基础上做出来的。科学家们都经过了很多年的积累，熬过几十年才等到产业的爆发。在这个产业，无论是去挖人还是模仿，都是十分困难的。必须要不断地烧钱，要有足够好的想法和坚定的投资人才能做好。
Q：了解到行业里有种新工艺叫熔体法，生产速度可以快不少，也可以让质量和成品率提高，您如何看待它的前景？
A：任何一个好的想法都有试错的机会，目前全球主流的方法有三种，包括 PVP 粉末蒸发（可量产）、Norstel 的工艺 CVD 等，熔体法我看到有日本和国内的团队都在提出和使用，我认为非常值得去做，做成功了会有很大的价值。之前德国的一个团队提出了一个激光切割的想法，他们证明了可行性，申请了专利。在当时，离大规模生产还很远，我们没有投资，但现在被英飞凌收购了。我认为你只要把你的想法验证了，就有巨大的价值产生。
Q：三安把 Norstel 买过来，在 2019 年又把股份卖给了意法，想了解一下具体情况A：其实这个交易是我们做的，整个买卖都是安芯基金操作的，三安只是 LP，细节不多赘述了。实际情况是一开始卖了一部分留了一部分，在 19 年底全部卖给意法了，里面有一些故事，有时间可以私下里细说。从意法的角度看，他的核心诉求不是做材料，是做器件，他希望把整个碳化硅的市场做大，去快速抢夺硅基的市场。意法是特斯拉的一供，但 IGBT 在全球排第五，他们希望通过碳化硅弯道超车，跟 IGBT 业内的领头羊竞争，因此在这方面投资得非常激进。Q：请问国内目前碳化硅项目投资较热，各厂商也都投了很大的 capex，我们应该如何去判断哪些项目能大概率成功，是看技术团队的来源，还是是否有对于长晶设备的 knowhow？以及未来是否只有一体化，打通衬底到器件设计的企业才能成功，仅有器件设计能力的企业什么时候会面临压力？
A：所有的创业团队背景从募资材料上来看都非常亮眼，看不出实际水平。我认为看项目有两个方面：一方面是怎么解决种晶的问题，回答种晶从哪来，就像种一棵树需要好的种子，非法获取种子来做肯定会存在很大的瑕疵；第二是实操层面，把长出的衬底产品给未来的客户，即国内的生产团队去用，看能不能做出产品，成本是不是有竞争力。如果只是你自己说行，那是无法判断的，必须你的直接客户愿意给你下订单，这是最终极的判断。
Q：请问您觉得观测到哪些指标，或者说看到什么信号可以确认汽车全面拥抱碳化硅的时代到来了。比如车载电压平台升至多少伏，碳化硅成本降到 IGBT 的多少等。以及汽车三电和其他零部件哪里会最先完成碳化硅的全面渗透，哪一块碳化硅渗透起来会比较困难
A：碳化硅在高压方面有优势，现在只要车企用的是高压、650 伏以上的电池，电压越大，碳化硅的优势越明显；另一方面是车的续航能力，比如大巴，碳化硅有绝对优势。就家用车而言，续航在 300、500 公里以上，碳化硅就有优势。电池越大，碳化硅越有优势。爆发的话我认为会在 2024 年，这也是 Cree 的预测，目前美欧日还在大规模做研发，到 2023-2025年才会大规模上市。我认为碳化硅在电动车领域里存在绝对的优势，一定会成为主流。
Q：LED/射频/功率器件这种化合物半导体的工艺是不是都很相似，可以把 LED 和射频的技术积累用到碳化硅上呢，设备和机台是不是也不需要太多替换呢？因为三安基本上就是这个路径，想了解一下这几大业务的协同情况A：碳化硅、氮化镓和 LED 相比，是完全不一样的功率和挑战。三安在 2014 年就已经开始投入，聚集了很多精英投入了 7 年。做硅基氮化镓有一些 LED 的经验可以借鉴，但 LED 和碳化硅差的很远。做碳化硅最基本的是需要一条半导体的生产线，现在只有做硅基的公司才有生产的工艺和经验，比如中芯国际、华润微电子等，而这些经验做 LED 的公司则完全不具备。三安属于特殊情况，有 LED 的支撑，同时在孵化半导体，有大基金在支持，还有全球的团队经过六七年研发，到现在也才刚刚能进入量产。总而言之，从今天开始做，没有 5、 6 年是无法赶上三安的水平的。
Q：碳化硅会大量取代硅基器件吗，未来硅基 IGBT 等的市场会大幅度萎缩吗？
A：碳化硅有增量，也有存量。碳化硅抢占汽车 IGBT 市场后，整个 IGBT 市场也在扩张。因为整个机器人、新能源等产业加上全球电动化的趋势，都需要更多的功率器件，整个市场还在快速增长。未来十年可能整体器件市场平均每年有几个点的复合增长率，但在功率器件整个市场至少有两位数的增长。功率器件包括开关、电机驱动等，只要有马达的都要用功率器件，在这方面碳化硅的增长速度超过硅基市场增速，而硅基市场可能会不增长或者保持个位数的增长，但真正碳化硅超过硅基市场至少需要 20 年。
Q：籽晶一般是怎么生产出来的呢，为什么成为一个门槛？
A：主要是时间问题。Cree 等公司都是 20 年前，把籽晶从 1 寸到 2 寸到 3 寸，一点点扩出来的。种碳化硅是一点点地扩，需要时间来慢慢量产，Norstel 的价值也是在于此。当然也有一些办法可以合成，但目前市面上的领导者都是经过时间积累慢慢扩的。总结：目前虽然第三代半导体投资还有一些风险，但整个产业发展不受太多的技术限制，没有设备的瓶颈。同时，对于大规模的硅基产线的投入需求还是比较小的，因此未来成长空间还是非常大的，上市公司和初创公司都是有机会的。半导体仍然是以量取胜，聚焦龙头还是最稳妥的投法。对风投来说，建议关注有较强研究基础和技术积累的团队

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