成本只要1/3？GaN初創(chuàng)公司譽(yù)鴻錦要發(fā)起一場“產(chǎn)業(yè)效率革命”

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）國內(nèi)氮化鎵市場再迎來一位新玩家，10月13日，譽(yù)鴻錦半導(dǎo)體在深圳國際會展中心（寶安新館） 正式舉辦氮化鎵（GaN）器件品牌發(fā)布會，暨譽(yù)鴻錦2023年度GaN功率電子器件及招商發(fā)布會活動。

作為一家走IDM模式的氮化鎵公司，譽(yù)鴻錦在短短1.5年的時間內(nèi)，完成了從設(shè)備、外延、設(shè)計(jì)、制造、封裝測試的自主全流程IDM工廠搭建，研發(fā)周期和建線成本較行業(yè)減少2/3，從外延到器件制造只需要7天周期。同時中試線已經(jīng)達(dá)到1.5萬片/月的產(chǎn)能，以及高達(dá)85%的良率。

譽(yù)鴻錦董事長閆懷寶 對于這些驚人的數(shù)字，譽(yù)鴻錦董事長閆懷寶在發(fā)布會上自信地表示：“這在整個業(yè)界是基本上不可被復(fù)制的”。而量產(chǎn)速度，僅僅是冰山一角，發(fā)布會中譽(yù)鴻錦還透露了更大的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略野心。

如何實(shí)現(xiàn)更快、更大規(guī)模的氮化鎵應(yīng)用推廣

從智能手機(jī)市場上的大規(guī)模應(yīng)用開始，氮化鎵在近些年來展現(xiàn)出巨大的市場潛力。氮化鎵功率產(chǎn)品從手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，包括手機(jī)充電器、手機(jī)內(nèi)部快充電路，逐步拓展至服務(wù)器電源、充電樁、光伏、兩輪電動車甚至新能源汽車等領(lǐng)域。

市場前景廣闊的賽道，近些年也吸引了眾多初創(chuàng)公司以及半導(dǎo)體領(lǐng)域巨頭投入更多資源到氮化鎵領(lǐng)域，比如英飛凌今年3月收購了GaN Systems，繼續(xù)增強(qiáng)自身在氮化鎵領(lǐng)域的產(chǎn)品實(shí)力。不過隨著新晉玩家的增多，市場競爭越來越大，一些2014/2015年創(chuàng)立的初創(chuàng)公司憑借先發(fā)優(yōu)勢在市場上已經(jīng)占有較高份額，這意味新玩家需要具備更強(qiáng)的競爭力，才有資格在未來市場上奪得一席之地。

從整場發(fā)布會來看，最核心的一個關(guān)鍵詞大概是“高效”，無論是從IDM產(chǎn)線構(gòu)建，還是量產(chǎn)節(jié)奏，以及供應(yīng)周期來看，“高效”是譽(yù)鴻錦現(xiàn)階段進(jìn)入市場的核心競爭力之一。 譽(yù)鴻錦品牌戰(zhàn)略官張雷在發(fā)布會上提到公司創(chuàng)立的重要背景，首先是從第三代化合物半導(dǎo)體帶來新的創(chuàng)新路徑，第二是從16年開始，國家發(fā)布了大量相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持的政策，無論是政府層面還是市場應(yīng)用層面，都對化合物半導(dǎo)體在電力電子能源方面的應(yīng)用有很大期望。

然而實(shí)際情況是，截至2023年，包括碳化硅、氮化鎵，在整個功率器件行業(yè)的滲透率與硅還有巨大的差距，其中氮化鎵甚至還不到1%。



因此，譽(yù)鴻錦希望用更快速度、更大規(guī)模來推廣氮化鎵器件在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。要解決這個問題，譽(yù)鴻錦通過回歸產(chǎn)業(yè)價值的本質(zhì)提出“產(chǎn)業(yè)價值=能效提升-替換成本>0”的解題思路，認(rèn)為高性能是推動應(yīng)用創(chuàng)新的動力，而低成本則是推動應(yīng)用普及的基礎(chǔ)。 目前行業(yè)現(xiàn)狀是，全球諸多廠商都在積極推進(jìn)氮化鎵技術(shù)應(yīng)用的普及，其中海外廠商更多的策略重心是高性能器件的應(yīng)用，國內(nèi)廠商則更多是通過常規(guī)器件的低成本來推廣氮化鎵應(yīng)用。

從材料成本來說氮化鎵器件并不會比硅基器件昂貴。譽(yù)鴻錦認(rèn)為氮化鎵滲透率依然低的原因，并不是很多人所認(rèn)為的氮化鎵器件規(guī)模仍然不足，導(dǎo)致成本均攤困難。因?yàn)橐?guī)模是結(jié)果而并非原因，本質(zhì)問題出現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)效率上，只有把系統(tǒng)效率提升，才能用更低的成本推動器件的大規(guī)模應(yīng)用。

只有從第一性原理出發(fā)，搞清楚氮化物半導(dǎo)體的材料原理才能實(shí)現(xiàn)正向的研發(fā)和工藝，也就是我們俗話說的Know-How，才能提升器件研發(fā)效率，同時還需要掌握設(shè)備的優(yōu)化能力來配合器件的制造需求，提升良率和生產(chǎn)效率，也減少后期分選封測的工作量，再通過對工藝制程的理解來實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備的國產(chǎn)替代和自研，進(jìn)一步降低產(chǎn)線的成本，并最終通過全流程IDM集成的方式減少過程中的時間成本和經(jīng)濟(jì)成本的損耗。最終實(shí)現(xiàn)匹敵于硅器件的產(chǎn)業(yè)鏈效率和成本。

在目前月產(chǎn)1.5萬片的中試線之后，據(jù)張雷透露，目前譽(yù)鴻錦的月產(chǎn)能已經(jīng)做到了國內(nèi)實(shí)際上的產(chǎn)能第一，正在建設(shè)的二期線將會在今年年底封頂。二期線建成投產(chǎn)后，產(chǎn)能將會達(dá)到每月25萬片，屆時可能成為全球最大的氮化鎵IDM工廠。

產(chǎn)業(yè)效率革命：高良率x IDM整合x高研發(fā)效率x設(shè)備降本x快速應(yīng)用驗(yàn)證

前面提到提升器件研發(fā)和生產(chǎn)效率，需要從第一性原理出發(fā)，這從理論上很容易理解，但實(shí)際操作上，更加需要的是掌握Know-How，也就是需要相應(yīng)的人才。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，譽(yù)鴻錦在創(chuàng)立之初就組建了產(chǎn)業(yè)奠基人級的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，包括日本氮化鎵化合物半導(dǎo)體先驅(qū)、諾貝爾物理學(xué)獎得獎?wù)撸ㄖ写逍薅?，開發(fā)出藍(lán)色LED）導(dǎo)師酒井士郎（譽(yù)鴻錦半導(dǎo)體總工），中國氮化鎵化合物半導(dǎo)體奠基人邵春林博士（譽(yù)鴻錦半導(dǎo)體首席科學(xué)家）等。

在發(fā)布會上，邵春林博士分享自己作為中國最早開展氮化鎵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的歷史，參與開發(fā)了最早的MOCVD設(shè)備，以及參與主導(dǎo)了譽(yù)鴻錦半導(dǎo)體的規(guī)劃與建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新。并展示了譽(yù)鴻錦目前實(shí)現(xiàn)的極低外延翹曲控制、均勻性的GaN層厚度以及精準(zhǔn)可控的載流子調(diào)控等自主關(guān)鍵技術(shù)能力。并具備在氮化鎵、硅、碳化硅和藍(lán)寶石襯底上外延生長氮化鎵材料的技術(shù)矩陣，和功率電子、激光與顯示、射頻全產(chǎn)品能力。 另一方面，實(shí)現(xiàn)高效的原因還與譽(yù)鴻錦高度集成的IDM有關(guān)。張雷表示，在氮化鎵行業(yè)的IDM公司中，譽(yù)鴻錦的設(shè)備類型和設(shè)備數(shù)量都是行業(yè)領(lǐng)先，也就是從研發(fā)完成后的外延生長、流片、封測都能夠在譽(yù)鴻錦的產(chǎn)業(yè)園中完成。

在IDM集成度足夠高的情況下，就能夠大幅降低流片和驗(yàn)證周期，提高研發(fā)效率和生產(chǎn)效率。 除此之外，譽(yù)鴻錦還具備正向的設(shè)備調(diào)試和組裝能力。了解到工藝原理，就有能力通過與供應(yīng)商合作自研，扶持國產(chǎn)化設(shè)備，最終做到花費(fèi)10億元不到，用三分之一的成本實(shí)現(xiàn)高于目前IDM量產(chǎn)線的效率。 譽(yù)鴻錦將“產(chǎn)業(yè)效率革命”，總結(jié)為“高良率x IDM整合x高研發(fā)效率x設(shè)備降本x快速應(yīng)用驗(yàn)證”。在多個關(guān)鍵因素的綜合下，實(shí)現(xiàn)了氮化鎵器件7天制造周期、85%平均量產(chǎn)良率、研發(fā)時間縮短2/3、自研設(shè)備和國產(chǎn)化設(shè)備令產(chǎn)線成本降低2/3的“產(chǎn)業(yè)效率革命”。

提供全功率段器件，構(gòu)建行業(yè)首個Super IDM產(chǎn)業(yè)集群

值得一提的是，目前譽(yù)鴻錦已經(jīng)能夠提供多封裝形式的全功率段器件，包括常規(guī)的100V/150V/650V的氮化鎵MOSFET、900V/1200V的高耐壓氮化鎵MOSFET、行業(yè)首個氮化鎵SBD器件等。

其中1200V/85mΩ的氮化鎵MOSFET在今年第四季度就可以送樣，并且1700V的氮化鎵器件也即將會推出。 對于公司未來的發(fā)展戰(zhàn)略，張雷在發(fā)布會上首次展示了譽(yù)鴻錦Super IDM產(chǎn)業(yè)集群的生態(tài)模式。Super IDM產(chǎn)業(yè)集群包括設(shè)備&材料端、自主全流程IDM、銷售與技術(shù)服務(wù)體系群以及終端產(chǎn)品應(yīng)用生態(tài)鏈四大部分，基于該產(chǎn)業(yè)集群的深度耦合，實(shí)現(xiàn)上游設(shè)備自主可控、成本下降，IDM環(huán)節(jié)極致效率，應(yīng)用終端快速導(dǎo)入和批量驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)推動氮化鎵產(chǎn)業(yè)快速普及的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。



要作為行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和推動者，必須往上游扶持設(shè)備供應(yīng)商，建立自主產(chǎn)權(quán)、安全可控的全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)和供應(yīng)鏈能力；與此同時還需要快速推動應(yīng)用端，建立終端的生態(tài)鏈平臺。 譽(yù)鴻錦在終端產(chǎn)品生態(tài)鏈平臺上，已經(jīng)具備儲能充電、電動出行、激光顯示應(yīng)用等產(chǎn)品品牌。據(jù)了解，目前譽(yù)鴻錦的Super IDM產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)完成布局，包括前端設(shè)備、終端產(chǎn)品等的落地。通過終端產(chǎn)品的落地，能夠更快規(guī)模化地對器件產(chǎn)品進(jìn)行可靠性驗(yàn)證和早期的市場開拓。



發(fā)布會現(xiàn)場，譽(yù)鴻錦還與行業(yè)top的應(yīng)用型大學(xué)“東莞理工”國際微電子學(xué)院就共建人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)共創(chuàng)平臺項(xiàng)目簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。同時也同“大族激光”旗下的“大族機(jī)器人”簽署了氮化鎵電機(jī)研發(fā)與應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)合作戰(zhàn)略協(xié)議。

寫在最后

經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，如今氮化鎵器件的單價已經(jīng)接近于同類硅器件，但相比成熟的硅基功率器件產(chǎn)業(yè)鏈而言，氮化鎵產(chǎn)業(yè)還需要更加強(qiáng)有力的效率提升，加速氮化鎵器件對硅基器件的替代。譽(yù)鴻錦也表示，希望憑借更好的器件良率和一致性，以更少更高的規(guī)格實(shí)現(xiàn)全場景需求和優(yōu)勢成本覆蓋，兼顧高性能和低成本的方式推動氮化鎵器件全面普及，最終實(shí)現(xiàn)“用氮化鎵半導(dǎo)體改變每個人的生活”的產(chǎn)業(yè)理想。