11月23日，在上海浦東臨港新片區(qū)，在由臨港新片區(qū)管委會、上海市經(jīng)濟信息化委指導，由臨港集團主辦、臨港科投與AspenCore承辦的“2023中國臨港國際半導體大會”，上海芯華睿半導體科技有限公司CEO王學合在作主題分享時感慨道：“我們在汽車行業(yè)做了20幾年，汽車剩下唯一沒有國產(chǎn)化的就剩半導體了，其他如發(fā)動機、變速箱，包括電極、電池，全部國產(chǎn)化了。只有半導體國產(chǎn)化了，那么汽車全產(chǎn)業(yè)鏈才相當于完全自主可控。”G94esmc

G94esmc

G94esmc

上海芯華睿半導體科技有限公司CEO王學合G94esmc

可靠性，一致性，尤為關鍵

一輛汽車有幾百上千種半導體，考慮國產(chǎn)化替代，供應鏈安全，其實這些是一方面。企業(yè)要想生存發(fā)展，最重要還是商業(yè)模式，能不能盈利、能不能獲得可持續(xù)發(fā)展。G94esmc

王學合表示：“汽車半導體不能說多難，技術上多領先，但是核心問題就是，對做半導體的企業(yè)或者對客戶而言更重要是可靠性。”他指出，性能可能不是最好的，除了軍工、航天對半導體的可靠性要求之外，汽車半導體還要解決大批量的可靠性問題。G94esmc

為此，芯華睿半導體在臨港集團支持，成立了汽車半導體檢測中心。王學合指出，芯華睿半導體在此平臺上開發(fā)車規(guī)半導體產(chǎn)品，然后按照國際上的AEC標準做可靠性試驗，只有如此才能得到OEM的信任。不光是信任，另一方面，敢不敢賣產(chǎn)品也是一大關鍵，汽車有召回、索賠，一般來說都是按照1：3，賣一個東西給客戶，如果出了問題，原本產(chǎn)品賣10塊錢，實際可能要賠30塊錢。G94esmc

如何把產(chǎn)品質量，特別是可靠性，還有批量一致性做好，這是中國企業(yè)必須要做到的。如果做不到，走一步要退回來兩步。G94esmc

從芯華睿半導體的角度而言，該公司成立了兩年，但沒有一點銷售，因為他們一直做試驗、做開發(fā)、在做可靠性。“萬一走不成，有可能機會就沒有了，所以我也非常希望做車規(guī)半導體的同行一定要把自己的節(jié)奏和產(chǎn)品做好，將來出了問題帶來的可能是所有的客戶對整個做半導體國產(chǎn)化人的不信任。”王學合如此強調道。G94esmc

為什么做功率半導體？

王學合感慨道：“我們在汽車行業(yè)做了20幾年，汽車剩下唯一沒有國產(chǎn)化的就剩半導體了，其他如發(fā)動機、變速箱，包括電極、電池，全部國產(chǎn)化了。只有半導體國產(chǎn)化了，汽車全產(chǎn)業(yè)鏈才相當于完全自主可控。”G94esmc

為何要入局功率半導體，主要在于其有幾個優(yōu)勢：G94esmc

一是，新能源車出現(xiàn)后功率半導體價值大大提升。原來普通汽車中的半導體價值只有幾千塊錢，且這幾千塊錢的產(chǎn)品光試驗費都要花費數(shù)百萬元，同時還有非常多的小件很難做。功率半導體為什么是機會呢？因為電動車整個電驅，原來一個IDBT價值一千到兩千，未來僅一個碳化硅主驅價值就提升至三至四千。從商業(yè)分析來說，這已具備了商業(yè)上的成功邏輯。G94esmc

二是，功率半導體不會受制于先進制程，不像存儲器件要幾納米，要非常領先的光刻設備。功率半導體是微米級的，可能是八寸、六寸，中國本土的整個產(chǎn)業(yè)鏈是安全的。目前，功率半導體本土基本實現(xiàn)全程國產(chǎn)化，做功率半導體公司也很多，并且從商業(yè)邏輯上至少能講的通。G94esmc

車上為什么要功率？G94esmc

功率在車上的應用非常廣，包括主驅、充電等，在車里的需求數(shù)量還是非常巨大的。從商業(yè)角度來說，市場場容量足夠大。G94esmc

當前，新能源車占比已超過30%，根據(jù)預測，到2030年新能源汽車替代率或將達到70%。這種情況下，電驅系統(tǒng)將需要應用大量的功率半導體。王學合指出，目前中國功率半導體普遍還是在8寸，碳化硅基本滿足量產(chǎn)的大部分為6寸，而海外的英飛凌都是12寸。目前8寸、6寸、12寸的產(chǎn)品在成本上有差距，但是在用戶端是沒有太大的差別。除了新能源汽車外，包括光伏儲能等，也是功率半導體應用的核心領域。G94esmc

G94esmc

據(jù)介紹，在功率半導體領域，英飛凌每一代都在進步，該公司的發(fā)展在某種意義上代表著在功率半導體的全球研發(fā)形式。目前，英飛凌占據(jù)了全球35%左右的功率半導體市場份額。G94esmc

王學合表示：“從結構來看，相對其他半導體而言，功率半導體并不是太復雜。誰能把溝槽挖好，就能把功率半導體做好功。做功率半導體就是挖溝槽，英飛凌就把挖溝槽做到了極致。”G94esmc

G94esmc

這兩年，在車上應用的比較多的就是，400V的碳化硅MOS管(SiC MOSFET)，且其在未來三五年之內都是主力器件。G94esmc

目前，華睿半導體在IGBT、SiC實現(xiàn)了全國產(chǎn)化，該公司用國內襯底材料設計自己的器件，包括版圖、仿真，做出自己的750V和1200V的產(chǎn)品。王學合認為，做出這兩種器件今天覺得不難，但是難的是兩個器件可靠性、一致性，以及對成本的要求。G94esmc

G94esmc

他指出，在2017、2018年國內一些企業(yè)做工業(yè)、消費類功率半導體就想在車上推，但是這些廠商當初的理念，包括產(chǎn)線水平都不夠，很難讓客戶信服。所以，必須要重新建線，重新做質量標準，重新做檢測標準，重新制定驗證方案。G94esmc

不要認為原來做消費類的功率半導體自然而然就可以做車規(guī)級的，企業(yè)布局的很大基盤，僅僅只是對分攤可能有利，但是產(chǎn)品無法盡快滿足客戶的要求。在這一點上，對華睿半導體來說就比較簡單，因為該公司開始就是做車規(guī)的，產(chǎn)品的測試方式和標準就這么定。只有方法對了，理念對了，公司才能取得事半功倍的效果。G94esmc

據(jù)了解，目前芯華睿半導體對標英飛凌最先進的1.6pitch微溝槽工藝，這相當于第三批流片了。因為幾次流片可能花費一年多兩年的時間，且每次還要拋開看是不是達到設計指標，所以開發(fā)車規(guī)級半導體產(chǎn)品要花很多時間去不斷迭代。G94esmc

G94esmc

車規(guī)功率半導體的封裝

芯片產(chǎn)品前期的研發(fā)等可能占據(jù)70%的精力和時間，但芯片做出來以后還需要封裝，而這部分工作則占據(jù)了30%。G94esmc

一提封裝，原來以為封裝很簡單,中國在該領域占據(jù)全球30%的市場，其實不然，因為一個能驅動兩百千瓦甚至三百千瓦的模組并非那么簡單，其內部有38個芯片，且又是高壓，所以光封裝就有很大難度或需要很大技術攻關，要保證每一個芯片完好，這有很大挑戰(zhàn)，還要調試工藝參數(shù)和設備。G94esmc

王學合指出，目前從碳化硅、硅測試封裝，英飛凌做的比較好，在封裝上已經(jīng)相對來說是標準化了，這樣對后進者也非常好。假如沒有標準化對后進者很難，因為作為跟隨者不知道目標是什么，就會跑錯方向。封裝技術方案是標準化，那跟隨就會變的相對容易。G94esmc

從硅到碳化硅整體封裝沒有大的變化，像HPD封裝是英飛凌主推的。但在2016年、2017年還沒有，有人做SSC、有人做塑封，彼時英飛凌就推灌膠的。有人說HPD落后，所以到碳化硅就不用了。對此，王學合認為這是錯誤的認識。用同樣的芯片，然后分成HPD封裝和塑封，做出來的性能差異基本可以忽略不計，所以千萬不要說封裝一定要塑封，因為有的企業(yè)走的是塑封路線，肯定說他的塑封最好。因為大家想讓自己的方案成為主流。G94esmc

G94esmc

然而，企業(yè)在實際中更多要考慮的是產(chǎn)線投資，團隊熟悉哪一種封裝方式，更重要的是客戶，因為企業(yè)沒法改變客戶，最多只能提出建議。G94esmc

王學合認為，不管是HPD框架還是單面水冷塑封都是大的模組封裝，可能有36個封裝、38個封裝，而特斯拉所采用TPAK的小封裝，可能比較適合于碳化硅。G94esmc

車規(guī)可靠性測試

向客戶推產(chǎn)品，試驗不能少，少一個試驗都可能帶來巨大的市場問題。G94esmc

王學合表示：“主要試驗持續(xù)下來，我認為沒有一個人第一次就順利做過，好的試驗要反復做，這樣做下來試驗基本上幾百萬就花費掉了。”G94esmc

最后，他總結道，在車規(guī)產(chǎn)品試驗中，不僅僅把可靠性做好，還要根據(jù)客戶的車的運行功耗，把功率半導體在車的生命周期里老化的模型還要做預測，車要跑30萬公里、50萬公里，沒有這些測試怎么保證在全生命周期功率器件可靠？一提功率半導體大家一定提可靠性，其他的相對可靠性都是次要的。G94esmc