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- 芯华睿为何能三年过三关?
2024年8月22日,新能源汽车主驱功率模块企业芯华睿半导体江苏工厂正式投产,此后将具备大批量量产供应能力。此举也标志着芯华睿正式加入车规功率模块供应领域。
芯华睿半导体上海总部和研发中心汇聚了一流的技术团队和研发资源,在上市公司东山精密的重磅投资下,近几年,该公司迅速崛起!在其量产仪式现场,包括蔚来汽车,英搏尔等下游客户,积塔,富乐华核心供应商,地方政府要员均悉数在场,不禁让人猜测,这家半导体公司凭借什么在短短三年内过了产品,客户和量产这三关?
芯华睿成立于2021年,当时“芯片荒”笼罩着整个汽车行业,人们也第一次意识到了芯片供应链的脆弱。机遇往往来自于危机之中。这次也不例外,芯片危机带动了国产半导体的创业大潮和部分优秀企业的快速崛起。
如今站在2024年回顾这次行业机遇,真正存活下来的芯片企业并不多。终其原因,这些初创企业要走完车规产品、客户、量产三个阶段,这是一个长周期的过程,彼此环环相扣,任何一个环节都不容有失。而在这短短三年内,初期因短缺出现的市场机会也快速流逝,随之而来的是市场激烈竞争的挑战。芯华睿便是为数不多走完这三个阶段的功率半导体企业之一。而在这些胜利的背后,是芯华睿极富前瞻性产品布局以及踏实的团队基础。
相比于工业、消费产品,车规级要求功率半导体能够在极端环境下(如高压、低温、振动、 电磁干扰等)稳定工作数十年之久,产品研究开发难度极具挑战。然而车规对于芯华睿并不是难事,公司核心团队来自于英飞凌、安森美、联合电子、博世等国内外知名的半导体及汽车电子公司,拥有丰富的车规级开发和生产经验,且已取得符合零失效的质量管理IATF 16949认证,符合器件可靠性AEC-Q认证以及符合ISO26262的ASIL功能安全认证。
芯华睿的另外一个关键词是国产化。在面对面交流创始人王学合博士时,他说到,这是一个最坏的时代,也是一个最好的时代——汽车能源的变革,整车开发周期的大幅度缩短和产品的快速迭代,给了国内创业企业进入汽车供应链的机会。在深度国产化,提升产品性价比的同时,也带动国产衬底,外延,材料,设备整个产业链的发展,做到真正的成本可控。产业链联合共同为客户提供优质定制化产品和服务之后,又逐步推动了国产供应链的发展,这对国内创业企业而言是一个巨大的机遇。根据NE时代了解,在碳化硅功率模块中,芯片的成本要占到70%-80%。即使在IGBT中,芯片的成本也会占到40%左右。
在芯片产品研究开发合作模式上,芯华睿和中国大陆首家通过国际汽车客户VDA6.3过程审核的A级汽车芯片制造供应商“积塔半导体”深度合作。早在2022年,即联合组建临港车规半导体创新联合体,在这样的平台上,芯华睿负责芯片研发设计,后期封装测试,积塔负责芯片制造。在本次量产仪式上,积塔半导体销售负责人对芯华睿的团队和开发能力给予了充分的肯定。
◎产品的最终目的是实现用户的需求。主要考虑两个方向。一是保持产品的领先性,二是实现用户的切实需求。两者相辅相成。
根据NE时代统计数据,在新能源汽车用功率模块中,目前90%依然是IGBT功率半导体。这也契合芯华睿产品的开发逻辑,先做客户大批量需要的产品,通过高性能来获得客户认可。
对标国际头部功率半导体企业最新技术和工艺,目前芯华睿已经推出了基于第七代1.6um pitch的微沟槽工艺IGBT芯片;在模块方面,芯华睿基于IGBT推出了框架灌胶模块和S-PACK封装模块,与现有英飞凌HPD模块接口完全兼容,可快速替换。
◎芯华睿凭借IGBT迅速打开市场,据透露,目前芯华睿已经获得多个项目定点,其中不乏头部整车企业和电驱Tier1。
市场的需求并非一直停留在IGBT。半导体新材料的日新月异支撑摩尔定律往前发展。
上文提到的目前IGBT占据了90%的市场,剩余的10%已经由碳化硅代替,尤其进入2024年以来,碳化硅功率模块的同比增长高达83%,远超整个行业的增速。
芯华睿将产品的第二增长曲线定位于碳化硅,目前已开发出基于第三代平面型栅极设计的1200V碳化硅芯片。在模块方面,除框架灌胶模块和S-PACK模块以外,还包括H-Pack塑封碳化硅模块产品。
产品升级是一方面,更难能可贵的是客户的认可以及最终的定点。这背后芯华睿从始至终坚持的上下游协同起到了关键的推动作用。
在现阶段快节奏的产品周期中,芯片产业链已不再是昔日的单向供应关系,而是芯片+Tier1/车厂+供应链三方共赢的关系。在这其中,如何终端的需求很有效并快速的传递到芯片供应链中至关重要。
芯华睿从成立之初就沿着生态高效协同的方向来与上下游合作。除了积塔半导体外,富乐华、东山精密也是芯华睿重要的上游合作伙伴。在下游,芯华睿与英搏尔建立了深入合作。在量产仪式上英搏尔透露,其与芯华睿正共同研发适配其“集成芯”产品的功率模块产品,为整车客户提供更优的电驱动方案。
在完成产品研究开发、客户定点之后,接下来量产也就水到渠成。作为车规半导体供应商,公司的最终价值,也是建立在能够稳定的量产交付之上。
不同于此前的小批量交付,本次芯华睿东台工厂占地14,500㎡,总投资5亿元,建成后产能将达到200万套功率模块,江苏工厂将分期建设,目前一期已正式投产。全部投产后能够完全满足超过100万辆新能源的功率模块应用配套。
量产,最重要的是产品的可靠性和质量的严格把关。在参观完芯华睿的柔性产线,先进的设备,关键的工艺后,我们的顾虑完全打消了。
据悉,江苏工厂具备5大车规级生产工艺,分别为IGBT芯片锡焊工艺、碳化硅银烧结工艺、灌胶模块工艺、塑封模块工艺和最终器件测试工艺。在关键工艺设备选最好、最合适的设备,同时灌胶模块工艺和塑封模块工艺可共享部分设备,可兼容IGBT和碳化硅,高效满足多种产品的生产需求,同时有效的控制生产成本。
在车规级测试方面,芯华睿建设有满足产品静态测试、动态测试、绝缘测试以及新增无功老化测试;在可靠性方面通过功率循环系统、高温反偏老化系统、高温栅偏老化系统、高温高湿老化系统、高加速应力试验等,全部通过AQG324标准,确定保证产品不仅满足业内常规的可靠性要求,也同是满足每个客户各自的车规要求。
中国已经取得新能源汽车市场的先发优势,并且不再依赖补贴,进入充分的市场之间的竞争中。然而,半导体产业不是一个短跑淘汰赛,而是一场长跑决胜赛,更是一场全面布局、放眼全球的格局赛。
所幸的是,芯华睿在布局业务模式之初就充分意识到了这一点。车规级、国产化、上下游协同;产品上“全面布局”,专注车规级半导体, 精准发力的同时,也将触角伸向了光伏应用,储能,UPS等领域,以应对快速变化的市场需求和全球竞争格局;依托功率半导体,布局全行业,解决半导体“卡脖子”问题,实现碳达峰碳中和,将成为芯华睿使命的重要一部分。
8月21日,就在量产仪式的前一天,江苏下了一场大雨。雨水甚至没过马路,阻碍出行。这也为芯华睿的量产仪式造成了诸多困难。但芯华睿反而是怀着积极乐观的心态,快速解决了地下排水问题,也为未来的发展清除了隐患。一天后,现场丝毫看不出大雨的迹象,大雨仅停留在了大家的交谈中。天空再次放晴,万里无云。或许多年以后,如今的市场殊死博弈如同这大雨这般,成为业内同仁交谈的一部分。而沿着正确方向,坚持客户价值最大化的汽车半导体人,也终将迎来广阔的未来。
介绍:NE时代(New Energy Times)是为新能源时代而生的汽车产业服务平台,致力于为新能源汽车企业未来的发展提供一站式服务,聚焦产业媒体、研究咨询、会议活动等,以专业化的视角向行业输出深度洞察。