功率半導(dǎo)體——新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵競爭力
在“十四五”背景下，在雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略下，中國大力支持光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，推動新能源汽車的發(fā)展，加大對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支持力度。作為全球最大的能源消耗國之一，中國每年進口石油和芯片均超過3000億美元，而發(fā)展新能源和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)系著國家能源安全和綜合國力的發(fā)展，大力發(fā)展新能源汽車和光伏行業(yè)勢在必行。
在這樣的時代背景下，未來發(fā)展的重點可能會在新能源汽車和光伏行業(yè)兩方面。金融EMBA2018級校友、阿基米德半導(dǎo)體董事長袁雄在杭州同學(xué)會上分享時表示“SiC/IGBT作為新能源汽車以及光伏發(fā)電能量控制和轉(zhuǎn)換的心臟，是未來電力轉(zhuǎn)化和電力驅(qū)動的必然趨勢，更是未來中美巔峰對決的關(guān)鍵戰(zhàn)場。高性能、高可靠性的功率模塊將會成為新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵競爭力。”
新能源汽車、光伏發(fā)電市場迎來爆發(fā)增長，碳化硅前景廣闊
他從新能源汽車的增長前景來推測了爆發(fā)期，他說“新能源汽車的增長曲線跟很多的消費互聯(lián)網(wǎng)包括其他行業(yè)還是不一樣的，它可能會呈現(xiàn)一個離散型的增長，從有技術(shù)到成熟爆發(fā)式的增長，可能需要較長的時間，從汽車工業(yè)100多年的歷史發(fā)展來看，新能源汽車大概需要15年的時間。”
對于新能源汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢，袁雄認(rèn)為：傳統(tǒng)的新能源汽車主控的芯片使用的都是硅基的IGBT，但由于碳化硅方案的優(yōu)勢，以及材料成長的穩(wěn)步下降，未來碳化硅器件將會迭代硅基IGBT的使用。特拉斯全球率先采用碳化硅逆變器，特斯拉Model3使用的控制器就是碳化硅材料，除此之外，比亞迪、蔚來、理想等眾多車企業(yè)都將使用碳化硅方案，碳化硅對傳統(tǒng)車用硅基IGBT的替代已經(jīng)逐漸展開，碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)展現(xiàn)出良好的前景。
袁雄介紹了碳化硅的優(yōu)勢，他說道：“功率半導(dǎo)體更講究的是可靠性、安全性和穩(wěn)定性，而碳化硅（SiC）作為半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的性能，尤其是用于功率轉(zhuǎn)換和控制的功率元器件，是高溫、高頻、抗輻射、大功率應(yīng)用場合下極為理想的半導(dǎo)體材料。”
對于光伏行業(yè)，袁雄向大家介紹道：“之前由于政策和技術(shù)驅(qū)動，我國光伏裝機量現(xiàn)在也是呈爆發(fā)式的一個增長。但光伏的本質(zhì)是半導(dǎo)體行業(yè)，光伏里面最核心的部分就是光伏逆變器，把直流電轉(zhuǎn)化為交流電。考慮到光伏行業(yè)未來的高確定增長性，逆變器也將跟隨著光伏這條主線同步保持高確定的增長速度。”
國產(chǎn)替代黃金賽道，碳化硅將成為中國半導(dǎo)體發(fā)展新機遇
目前中國的功率器件在新能源汽車以及光伏的產(chǎn)業(yè)里面的占有率大概只有5%左右，剩余的90~95%基本上都是屬于外資所把控，他認(rèn)為，作為光伏逆變器最核心的芯片——功率器件IGBT，在目前的國際環(huán)境下國產(chǎn)替代的需求巨大。
雖然中國逆變器企業(yè)占據(jù)全球主要市場份額，華為、陽光電源處于市場龍頭地位，二者合計全球市場占率超35%，但核心的電子器件，目前主要由德國英飛凌、日本三菱、富士等國外企業(yè)供應(yīng)。光伏裝機容量的迅速提升將成為驅(qū)動逆變器行業(yè)成長的重要因素，同時也為功率半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供動力，在未來需求將會倒逼市場，加速國產(chǎn)替代的進程。
不管用于轉(zhuǎn)換信號的集成電路，還是用于轉(zhuǎn)換功率、電流電壓的半導(dǎo)體，都需要相關(guān)的芯片。袁雄生動具體地介紹了功率半導(dǎo)體的應(yīng)用場景，包括新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、高鐵、工業(yè)控制、家電、消費電子、船舶航運、輸配電等，一切的智能制造都離不開芯片。
新能源汽車及光伏行業(yè)關(guān)乎國家核心競爭力及能源、環(huán)境安全，該領(lǐng)域芯片和模塊實現(xiàn)國產(chǎn)替代、自主可控刻不容緩。相對于傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體，全球SiC尚處于初級階段，因此中國半導(dǎo)體企業(yè)最有可能在新能源汽車和光伏領(lǐng)域的SiC實現(xiàn)彎道超車，在此領(lǐng)域率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代。
阿基米德，打破半導(dǎo)體行業(yè)外資企業(yè)的壟斷地位，為國產(chǎn)化替代貢獻一份力量
對于創(chuàng)立阿基米德半導(dǎo)體，袁雄表達了他的初衷，就是希望打造世界一流功率半導(dǎo)體IDM廠商，為碳中和時代提供更加智能、更加安全、更加清潔的能源。他表示“政策引導(dǎo)推動半導(dǎo)體成為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，我們在智能制造領(lǐng)域里，未來可以通過自主創(chuàng)新研發(fā)出屬于自己的核心技術(shù)，打破現(xiàn)有的外資壟斷市場的情況。”
此外，袁雄還介紹了阿基米德半導(dǎo)體核心技術(shù)團隊，由中國科學(xué)院院士、武漢大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主席徐紅星院士，首席科學(xué)家、斯坦福大學(xué)博士、美國白宮總統(tǒng)獎獲得者劉勝院長領(lǐng)銜，團隊成員由來自于英特爾、三菱、華為、臺基股份等頂尖半導(dǎo)體公司的核心技術(shù)骨干和高管組成。