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露笑科技百亿元项目正式签署 布局碳化硅产业化之路

2020-09-20 21:48  来源:证券日报网 杜卓蔓

    本报见习记者 杜卓蔓

    碳化硅作为第三代半导体材料,因其优越的物理性能而受到市场越来越多的关注。近日,露笑科技公告,公司将与合肥市长丰县人民政府共同投资建设第三代功率半导体(碳化硅)产业园,项目总投资100亿元。

    从2018年下半年开始组建碳化硅晶体炉制造攻关小组,到2019年7月份生长炉研制成功,再到2020年4月份10亿元定增加码碳化硅业务以及如今的百亿元碳化硅产业园投资,露笑科技在碳化硅产业布局之路上可谓势如破竹。公司在碳化硅产业化方面具备哪些相关技术?未来还需攻克哪些难点?100亿元投资如何落地?9月20日,《证券日报》记者就以上问题与公司负责人进行了深入对话。

    碳化硅生产技术与蓝宝石相近

    公司已具备产业化前提

    公告显示,露笑科技是国内蓝宝石设备、长晶及衬底加工领域规模最大的公司之一,而碳化硅跟蓝宝石从设备、工艺到衬底加工有较强的共同性和技术基础。

    “碳化硅相比蓝宝石而言,无论是前面的长晶,还是后面的切磨抛,两者工艺以及设备都是接近的,无非碳化硅的长晶难度更大罢了。”露笑科技碳化硅事业部负责人告诉《证券日报》记者,“从整个行业来看,现在做碳化硅的企业很大部分都是从蓝宝石转行过来的,国外的例如GTAT,国内例如三安光电、山东天岳等。”

    以此为契机,2018年下半年开始,露笑科技即抽调内蒙古蓝宝石公司的设备研发人员组建碳化硅晶体炉制造攻关小组,并于2019年7月份成功研制出生长炉。

    公司负责人称,“我们现在已经具备4英寸、6英寸碳化硅设备的制造能力,并且实现了规模化的销售。”公告显示,露笑科技和中科钢研、国宏中宇签订了约3亿元的碳化硅长晶炉销售合同,目前首批套碳化硅长晶炉已经完成设备性能验收交付使用。“之前的订单都在陆陆续续地交付当中,后续我们会有更大规模的合作。”上述负责人向记者透露。

    在自研设备的基础上,露笑科技于2019年8月份开始碳化硅晶体生长的研究,并储备了国内最早和最顶尖的从事碳化硅晶体生长研究的技术团队。

    “公司现在已完全掌握了4英寸、6英寸导电型碳化硅衬底片的长晶工艺,以及切磨抛加工工艺。”公司碳化硅事业部人士对记者表示,“目前我们实验室里面已经长出了具有较高良品率的6英寸的碳化硅,而且我们现在整个队伍的人才储备以及培训也已经基本上完成。”

    基于设备制造、长晶工艺和人才储备三方面的准备,露笑科技方面表示,公司目前已具备碳化硅产业化的前提。

    碳化硅的需求或大幅增长

    成本控制以及缺陷控制是关键

    众多企业入局碳化硅产业化与新能源汽车的发展有关。光大证券在研报中提到,特斯拉是第一家在主逆变器中集成全碳化硅功率器件的汽车厂商,目前全球已有超过20家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件。

    根据IHSMarkit数据,2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元,受新能源汽车庞大需求的驱动,以及电力设备等领域的带动,预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元,碳化硅衬底的市场需求也将大幅增长。

    露笑科技碳化硅事业部负责人对《证券日报》记者表示,“现在市场非常看好碳化硅,但我们认为其真正的市场爆发一定是要基于电动汽车应用的大规模的爆发,我们初步判断电动汽车爆发的起点应该是在2022年。”

    “所以我们,也包括国内许多企业都把今明两年叫作建设期。”上述负责人对记者坦言,“目前从全中国范围内来讲,6英寸的规模化量产大家都在从无到有的建设过程中。”

    那么,在碳化硅市场需求被彻底带动起来之前,公司还有哪些需要攻克的难关?公司负责人称,“目前我们实验室的数据与国际的第一梯队已经很接近了,但离规模化量产化还有一段路要走,这也就是公司目前最想要克服的难点。”

    据悉,相比于硅基器件,碳化硅的特性更加优越但生产难度也更高。例如,碳化硅单晶需要更高的温度以及更复杂长晶工艺,质量控制的要求也比硅更高。种种因素导致碳化硅的生长速度非常慢,构成了规模化量产的一大阻力。

    “硅单晶的生长速度是每小时长300毫米,而碳化硅单晶每小时只能长400微米,两者相差了近800倍,这也决定了我们碳化硅衬底的价格现在要远远高于硅的衬底。”露笑科技负责人对记者表示,“那么我们第一就要解决成本控制问题;第二是缺陷控制,特别是良品率的提升;第三是碳化硅长期可靠性问题。”

    对此,创道投资咨询合伙人步日欣向《证券日报》证实称,“现在制约第三代半导体推广的最大的因素就是价格,而价格过高的主要原因就是目前碳化硅还没有大规模的量产或普及开来。”

   首笔资金为大规模量产奠基

    产业链外延需稳扎稳打

    事实上,露笑科技已于浙江省诸暨市完成6英寸碳化硅试生产线,针对成本控制、缺陷控制以及碳化硅长期可靠性三个问题,公司也已经给出了具体的计划和安排。

    露笑科技碳化硅事业部负责人对《证券日报》记者表示,“接下来,我们第一要完善和提高6英寸的碳化硅的长晶工艺,在现有基础上不断提高工艺的可复制性;第二,我们要建立规模化的产线,然后通过这个产线来提高良率,降低生产成本,同时在产品长期可靠性问题上,我们要得到一个根本性的解决方案。”而在建立规模化产线方面,公司先期的3.6亿元投资是第一步。

    据露笑科技方面介绍,3.6亿元的投资初步计划很快就会完成,用于建设100台的6英寸碳化硅规模化产线。“在此基础上,到明年4月份以后,我们将加快下一步的投资建设,进一步扩大产能规模。”

    公告显示,露笑科技与合肥市长丰县人民政府共同投资建设的第三代功率半导体(碳化硅)产业园项目中,总投资为100亿元,其中一期投资21亿元,一期首次投资为3.6亿元。项目一期建成达产后,可形成年产24万片导电型碳化硅衬底片和5万片外延片的生产能力;项目二期预计投入39亿元,二期建成达产后,可形成年产10万片6英寸外延片建设以及年产10万片8英寸衬底片建设;三期预计投入40亿元,项目内容为年产10万片8英寸外延片建设、年产15万片8英寸衬底片建设。

    “产线的建立、良率的提高、工艺的稳固、长期可靠性得到解决,以及延伸产业链(碳化硅的外延),这些不是一蹴而就的,我们还是要一步一步地稳扎稳打。”露笑科技负责人称。

(编辑 才山丹)

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