來源：證券日報
本報見習記者 杜卓蔓
碳化矽作為第三代半導體材料，因其優越的物理性能而受到市場越來越多的關注。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第三代功率半導體（碳化矽）產業園，項目總投資100億元。
從2018年下半年開始組建碳化矽晶體爐製造攻關小組，到2019年7月份生長爐研製成功，再到2020年4月份10億元定增加碼碳化矽業務以及如今的百億元碳化矽產業園投資，露笑科技在碳化矽產業布局之路上可謂勢如破竹。公司在碳化矽產業化方面具備哪些相關技術？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人進行了深入對話。
碳化矽生產技術與藍寶石相近
公司已具備產業化前提
公告顯示，露笑科技是國內藍寶石設備、長晶及襯底加工領域規模最大的公司之一，而碳化矽跟藍寶石從設備、工藝到襯底加工有較強的共同性和技術基礎。
「碳化矽相比藍寶石而言，無論是前面的長晶，還是後面的切磨拋，兩者工藝以及設備都是接近的，無非碳化矽的長晶難度更大罷了。」露笑科技碳化矽事業部負責人告訴《證券日報》記者，「從整個行業來看，現在做碳化矽的企業很大部分都是從藍寶石轉行過來的，國外的例如GTAT，國內例如三安光電、山東天嶽等。」
以此為契機，2018年下半年開始，露笑科技即抽調內蒙古藍寶石公司的設備研發人員組建碳化矽晶體爐製造攻關小組，並於2019年7月份成功研製出生長爐。
公司負責人稱，「我們現在已經具備4英寸、6英寸碳化矽設備的製造能力，並且實現了規模化的銷售。」公告顯示，露笑科技和中科鋼研、國宏中宇籤訂了約3億元的碳化矽長晶爐銷售合同，目前首批套碳化矽長晶爐已經完成設備性能驗收交付使用。「之前的訂單都在陸陸續續地交付當中，後續我們會有更大規模的合作。」上述負責人向記者透露。
在自研設備的基礎上，露笑科技於2019年8月份開始碳化矽晶體生長的研究，並儲備了國內最早和最頂尖的從事碳化矽晶體生長研究的技術團隊。
「公司現在已完全掌握了4英寸、6英寸導電型碳化矽襯底片的長晶工藝，以及切磨拋加工工藝。」公司碳化矽事業部人士對記者表示，「目前我們實驗室裡面已經長出了具有較高良品率的6英寸的碳化矽，而且我們現在整個隊伍的人才儲備以及培訓也已經基本上完成。」
基於設備製造、長晶工藝和人才儲備三方面的準備，露笑科技方面表示，公司目前已具備碳化矽產業化的前提。
碳化矽的需求或大幅增長
成本控制以及缺陷控制是關鍵
眾多企業入局碳化矽產業化與新能源汽車的發展有關。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矽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中使用碳化矽功率器件。
根據IHSMarkit數據，2018年碳化矽功率器件市場規模約3.9億美元，受新能源汽車龐大需求的驅動，以及電力設備等領域的帶動，預計到2027年碳化矽功率器件的市場規模將超過100億美元，碳化矽襯底的市場需求也將大幅增長。
露笑科技碳化矽事業部負責人對《證券日報》記者表示，「現在市場非常看好碳化矽，但我們認為其真正的市場爆發一定是要基於電動汽車應用的大規模的爆發，我們初步判斷電動汽車爆發的起點應該是在2022年。」
「所以我們，也包括國內許多企業都把今明兩年叫作建設期。」上述負責人對記者坦言，「目前從全中國範圍內來講，6英寸的規模化量產大家都在從無到有的建設過程中。」
那麼，在碳化矽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？公司負責人稱，「目前我們實驗室的數據與國際的第一梯隊已經很接近了，但離規模化量產化還有一段路要走，這也就是公司目前最想要克服的難點。」
據悉，相比於矽基器件，碳化矽的特性更加優越但生產難度也更高。例如，碳化矽單晶需要更高的溫度以及更複雜長晶工藝，質量控制的要求也比矽更高。種種因素導致碳化矽的生長速度非常慢，構成了規模化量產的一大阻力。
「矽單晶的生長速度是每小時長300毫米，而碳化矽單晶每小時只能長400微米，兩者相差了近800倍，這也決定了我們碳化矽襯底的價格現在要遠遠高於矽的襯底。」露笑科技負責人對記者表示，「那麼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；第三是碳化矽長期可靠性問題。」
對此，創道投資諮詢合伙人步日欣向《證券日報》證實稱，「現在制約第三代半導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矽還沒有大規模的量產或普及開來。」
首筆資金為大規模量產奠基
產業鏈外延需穩紮穩打
事實上，露笑科技已於浙江省諸暨市完成6英寸碳化矽試生產線，針對成本控制、缺陷控制以及碳化矽長期可靠性三個問題，公司也已經給出了具體的計劃和安排。
露笑科技碳化矽事業部負責人對《證券日報》記者表示，「接下來，我們第一要完善和提高6英寸的碳化矽的長晶工藝，在現有基礎上不斷提高工藝的可複製性；第二，我們要建立規模化的產線，然後通過這個產線來提高良率，降低生產成本，同時在產品長期可靠性問題上，我們要得到一個根本性的解決方案。」而在建立規模化產線方面，公司先期的3.6億元投資是第一步。
據露笑科技方面介紹，3.6億元的投資初步計劃很快就會完成，用於建設100臺的6英寸碳化矽規模化產線。「在此基礎上，到明年4月份以後，我們將加快下一步的投資建設，進一步擴大產能規模。」
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的第三代功率半導體（碳化矽）產業園項目中，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。項目一期建成達產後，可形成年產24萬片導電型碳化矽襯底片和5萬片外延片的生產能力；項目二期預計投入39億元，二期建成達產後，可形成年產10萬片6英寸外延片建設以及年產10萬片8英寸襯底片建設；三期預計投入40億元，項目內容為年產10萬片8英寸外延片建設、年產15萬片8英寸襯底片建設。
「產線的建立、良率的提高、工藝的穩固、長期可靠性得到解決，以及延伸產業鏈（碳化矽的外延），這些不是一蹴而就的，我們還是要一步一步地穩紮穩打。」露笑科技負責人稱。
（編輯 才山丹）