近年來，在政策的引導和資本的大力支持下，我國碳化硅產業發展大幅提速，不斷涌現出天科合達、天岳先進、瀚天天成、東莞天域、泰科天潤等一大批具有自主知識產權的碳化硅優秀企業。隨著這些企業的興起，打破了國內碳化硅的技術空白并逐漸縮小了與發達國家的技術差距。

最近，芯八哥“走進產業鏈”欄目記者采訪了碳化硅器件行業冉冉升起的一家新興企業——深圳市森國科科技股份有限公司（以下簡稱“森國科”）的董事長楊承晉，探討在低碳和雙碳的時代背景下，森國科當前企業的發展情況及對碳化硅行業的展望。

 

 

產品對標國外大廠參數指標，碳化硅二極管已經大批量出貨

據了解，森國科是一家專業從事碳化硅（SiC）功率器件設計及銷售的國家高新科技企業。現主營的第五代650V和1200V TMPS（Thinned MPS） 碳化硅肖特基二極管經過了市場的嚴格驗證，良率高達97%以上，廣泛應用于快充電源、工業電源、光伏逆變器、儲能逆變器、新能源汽車、充電樁、礦機電源等多個大型領域。 

碳化硅二極管的典型應用場景

資料來源：森國科

“其實，森國科是從2018年開始，才決定做碳化硅率器件的。在此之前，公司主要以Vision-ADAS（高級輔助駕駛）、無刷電機驅動（BLDC）芯片為主。” 楊承晉說道，“進入碳化硅行業是對市場和自身定位綜合考慮的結果。隨著新能源行業的飛速發展，對功率器件提出了更高的要求，而擁有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等獨特優勢的第三代半導體碳化硅器件則成為了功率器件的發展趨勢。”

記者了解到，雖然森國科在碳化硅領域起步較晚，但是憑借著敏銳的市場嗅覺，選擇大功率快充頭這一龐大的消費電子市場切入，為碳化硅的應用迅速打開了市場。

楊承晉指出：“近年來，為了解決用戶的充電焦慮，追求最高體積能效比，充電頭廠商開始大規模采用GaN MOS及SiC二極管來作為充電頭的能效轉換器件。目前，快充頭年需求估計在20~30億支，如果都采用SiC 二極管，將形成100億元以上規模的碳化硅功率器件的需求。”

經過長期研發和反復的驗證后，森國科針對大功率快充市場推出了KS04065(650V/4A)、KS06065(650V/6A)、KS08065(650V/8A)和KS10065(650V/10A)4個規格，不同封裝的十幾個型號的碳化硅二極管產品。值得一提的是，這十幾個產品在具體的性能參數上與國外大廠相比毫不遜色，并且能根據不同合作伙伴的選型要求，提供不同的封裝形式。

以KS06065產品為例，該產品耐壓650V，正向電流6A，最高工作溫度175℃，采用PDFN5*6封裝，兩顆用于兩相整流，還有一顆碳化硅二極管用于PFC旁路，在啟動時為電解電容充電。目前已經應用在EGO EXINNO的240W氮化鎵旅行快充以及銳仕嘉240W雙C口電源模塊中。

“我們的產品在充電頭消費市場上已經大批量出貨，目前合作的客戶已經超過了100家，其中包括立訊、綠聯等知名的消費電子企業。憑借著低漏電、獨特的封裝工藝、Low Vf、高Bv等優異的產品特性和較高的性價比，獲得了下游合作伙伴的廣泛好評。” 楊承晉強調道。

除了消費電子外，光伏也是碳化硅器件的重要應用場景之一。隨著光伏產業邁入“大組件、大逆變器、大跨度支架、大組串”時代，光伏電站電壓等級從1000V提升至1500V以上，就必須使用碳化硅功率器件來提升轉換效率、降低系統成本。據CASA Research的數據，2020年光伏逆變器中使用碳化硅功率器件的占比為10%，預計2025年碳化硅光伏逆變器占比將達到50%。

楊承晉表示，碳化硅二極管在光伏發電的地位非常重要，在逆變單元PFC電路中起著重要作用。面向光伏逆變器市場，公司相繼推出了1200V系列碳化硅二極管KS10120(1200V/10A、KS20120（1200V/20A）、KS30120(1200V/30A)、KS40120（1200V/40A）等產品，在性能上達到了JEDEC的可靠性實驗的標準，在雙85實驗中表現優異，可以實現對國際主流品牌同類產品的完美替換。

 

 

新能源汽車高速發展帶動碳化硅需求井噴，車規級碳化硅產品即將推向市場

如果說快充頭和光伏只是“前菜”的話，那么新能源汽車就是碳化硅的“主菜”了。

眾所周知，在新能源汽車網絡化、電動化、智能化、共享化等“新四化”推動下，新能源汽車不管是產量還是銷量都保持了高速增長。根據工信部的數據顯示，2022年上半年我國新能源汽車累計產銷分別完成了266.1萬輛和260萬輛，同比均增長1.2倍，市場滲透率為21.6%。

從具體銷量來看，今年上半年比亞迪以64.14萬輛的銷量位于新能源汽車廠商第一，廣汽埃安以10.03萬輛的銷量緊隨比亞迪之后，小鵬以6.90萬輛排名第三；增長率方面，除了蔚來汽車外，新能源汽車廠商基本上都實現了翻倍增長，尤其以比亞迪增長幅度最大，達到了314.90%的高增長率，半年就完成了去年全年的銷量，足見新能源汽車在當下市場的火爆。

2022年上半年我國主要新能源汽車廠商主要銷量

資料來源：芯八哥整理

楊承晉指出：“碳化硅最大的應用市場為新能源汽車，其占比已經超過了50%。市場規模預計從2020年的14.6億元增長到2024年的164.7億元，年均復合增長率達83.2%。新能源汽車系統架構中涉及到的碳化硅功率器件應用包括：電機驅動系統、車載充電系統（OBC）、電源轉換系統（車載DC/DC）和非車載充電樁等。碳化硅功率器件應用于電機驅動系統中的主逆變器，能夠顯著降低電力電子系統的體積、重量和成本，提高功率密度；應用于車載充電系統和電源轉換系統，能夠有效降低開關損耗、提高極限工作溫度、提升系統效率；而應用于新能源汽車充電樁，則可以減小充電樁體積，提高充電速度。”

事實上，碳化硅之所以能在新能源汽車上大規模應用，這是由其材料特性決定的。因為碳化硅材料具有耐高頻、易散熱、高電流密度、低功率損耗等優良特性，正好能夠解決新能源汽車輕量化、續航里程、高電平要求等需求痛點。

“此前影響碳化硅器件量產的主要因素是高成本的問題，慢慢隨著晶圓生產制造成本下行與硅基器件價差持續縮小，同時考慮到散熱系統成本節約、空間節約、電驅系統性能提升和整車價值躍升等附加價值，碳化硅器件的市場表現力則顯得越發優越。” 楊承晉分析道。

記者注意到，森國科研發的車規級碳化硅二極管，目前已經在客戶測試認證階段。此外，公司計劃在2022年下半年，推出車規級的SiC MOSFET產品，同時完成碳化硅模塊的預研，以打造豐富多樣的產品系列， 滿足客戶多樣化的需求。

楊承晉表示：“森國科深耕汽車電子多年，在汽車領域積累了豐富的技術和經驗。碳化硅市場由于剛發展起來，各個企業間的差距還沒那么大。在國內新能源汽車井噴式需求的帶動下，碳化硅功率器件的市場也將迎來爆發式增長。森國科的SiC MOSFET產品即將推向市場，有望趕上這一波新能源車爆發的浪潮。”

 

扎實修煉內功，與其追風口不如等風來

在碳化硅行業，目前屬于寡頭壟斷的局面。其中Wolfspeed（Cree） 作為全球碳化硅龍頭企業，襯底市場市占率超過 60%，器件市占率接近30%，并且在多個產業鏈環節的技術工藝全球領先。中國在碳化硅領域，目前市占率低于10%，初步估計落后于龍頭企業1-2代。

目前國內外廠商碳化硅的技術發展情況

資料來源：芯八哥整理

如何避免被卡脖子，是當下國內每個功率器件廠商都該思考的問題。尤其對于輕資產運行的設計公司而言，產品升級換代及技術迭代速度較快，持續的研發投入、技術升級及新產品開發是保持競爭優勢的重要手段。

“森國科自成立以來，就非常重視研發投入。目前公司研發人員占比超過70%，研究生以上學歷占比50%，研發人員主要來自聯發科、海思、比亞迪微電子、羅姆等機構，囊括清華大學、西北工業大學、電子科技大學、西安電子科技大學等知名院校。” 楊承晉說道。

除此之外，公司也在積極響應國家號召，不斷加強與知名院校的產學研合作。“現在很多科研院校做了新技術或者新產品的研發課題，但是由于其缺乏市場化的運作經驗，不能把它變成一個市場化的產品去變現，這樣就非?？上?。因此通過我們的努力，積極地推動與院校的緊密合作，幫助加快這些實驗室的技術和產品落地，希望能借此為社會創造更多的價值和意義。” 楊承晉進一步補充說道。

為加速產品研發進程和加大市場開拓力度，森國科于2021年下半年完成了C輪億元級的融資。據公司介紹，此次融資得到了資本市場的熱烈反應，領投方為中金資本，跟投方包括國家科學技術部下屬國家科技風險開發事業中心投資的中科海創基金、廣東凌霄泵業有限公司。此外，森國科股東還包括A輪和B輪股東北汽產投、藍思科技、第一創業證券、粵科鑫泰股權基金等。新老機構股東涵蓋國內投資機構、國資背景基金、產業鏈資本，股東產學研用賦能型生態初步成型。

在談及公司未來的發展規劃時，楊承晉指出，森國科SiC MOSFET的研發技術對標Wolfspeed（Cree）的第三代技術，采用平面工藝。其650V、1200V、1700V系列SiC MOSFET預計2022年Q3開始給客戶送樣，預計2023年開始將大規模量產。

森國科碳化硅產品規劃

資料來源：森國科

后疫情時代，消費電子需求持續低迷，而車規芯片供不應求，多家車企因汽車芯片短缺宣布了暫時停產或減產計劃。

面對半導體行業整體結構性分化的市場狀況，楊承晉表示：“半導體行業是一個典型的周期性行業，我入行20多年以來，經歷過大大小小各種各樣的周期。很多公司會選擇在行業低谷期的時候選擇收縮戰線，在行業高潮的選擇擴張。這樣看起來雖然無可厚非，但實際操作起來是有一定的問題的。因為半導體研發周期長，從產品定義到最后的量產上市要耗費大量的時間，當你產品推向市場的時候，可能景氣度已經過去了。因此，我們森國科的策略是即使是在產業鏈的低谷期，我們也要繼續加大研發投入修煉內功，因為產業周期始終會回來，與其追風口不如等風來。”

 

結語

當前碳化硅功率半導體國外晶圓從6寸向8寸發展，國內晶圓從4寸向6寸發展，發展步伐緊隨其后。隨著上游材料及晶圓工藝的進一步成熟，碳化硅功率器件的成本會出現明顯下降，我國碳化硅功率器件的春天已經來臨。

森國科依托多年以來在半導體行業的技術沉淀以及國內外知名供應鏈伙伴的支持厚積薄發，堅持主流產品對標國外大廠參數指標，堅持走國產化定制路線。未來，隨著車規級碳化硅功率器件的量產與核心技術的升級，期待森國科能在時代的風口中創造更多屬于他們的輝煌，成為引領國產芯片走向全球化的領航者。