锴威特:自主创“芯”,发力碳化硅器件

芯思想 2019-12-03 07:49


 



随着物联网(Internet of ThingsIoT)、大数据(Big Date)和人工智能(Artificial IntelligenceAI)驱动的全新计算时代到来,对功率半导体器件的需求正在稳步增长,其下游应用非常广泛,几乎应用于所有的电子制造业,包括新能源风电、光伏、电动汽车、消费电子、智能电网、轨道交通等。功率MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是功率半导体器件中市场占比最高的功率器件,是电力控制中必不可缺的器件,被用来处理12V+3.3kV的电压和数百安培的电流。

 

当电压大于900Ⅴ,要实现更大功率时,硅基功率MOSFETIGBT就暴露出短板,器件的转换效率,开关频率,工作温度受限。

 

功率MOSFETIGBT正在达到其理论极限,并且存在不必要的能量损失。器件因导通和开关而产生能量损耗。导通损耗是由器件的导通电阻引起的,而开关损耗是在开关状态期间发生的。正是由于硅基MOSFETIGBT器件本身的限制,极大地推动了碳化硅(SiC)等新材料的发展,这些新材料可提供更加优异的性能。


SiC功率半导体电力电子器件近年来不断获得技术上的突破,SiC功率器件具有更高的转换效率,更高的开关频率和更高的工作温度等优势,可实现电力电子装置的小型化和模块化,大幅度提高能源互联网的可靠性、可控制,引领功率MOSFET性能向着更高的性能迈进,其市场需求也已凸显。

 

日前,苏州锴威特半导体股份有限公司在深圳举行了碳化硅新品发布会,正式发布了多款碳化硅产品,包括650V900V1200V1700V的碳化硅MOSFET650V1200V的碳化硅SBD

 

作为一家新兴的集成电路设计企业国内,何以成为碳化硅器件产品的先行者?下面让我们一起走进锴威特

 

位于张家港高新区锴威特,从2015年创立至今,获得不少荣誉:

2015年:张家港领军人才企业

2016年:科技型中小企业;江苏省民营科技企业;

2017年:国家高新技术企业;姑苏领军人才企业

2018年:2017年度中国创新产品及技术奖第七届中国创新创业大赛国际第三代半导体专业赛全球总竞赛企业组一等奖;获得江苏省科技小巨人企业”、“苏州市瞪羚企业”、“苏州市专精特新培育企业”。

2019年:获得“江苏省潜在独角兽企业”,获批“高可靠性功率器件工程技术研究中心”。

 

也获得众多资本的关注,至今已经完成两轮融资:

20178月得到张家港金茂、金城和大唐电信的投资,完成A融资;

20192月得到光荣资本、招商局资本和国经资本的投资,完成B融资。

 

20187月和20193月,笔者两次到访锴威特在公司的展示厅内,陈列着许多半导体芯片。董事长兼总裁丁国华指着一个直径约100mm的晶圆表示,是第三代半导体SiC功率MOSFET,你别看它个子”小,但能力大,应用广,而且价值不菲呢!

 



丁国华,1986获得西安交通大学电子工程系半导体专业本科学位,1991年获得东南大学电子工程系半导体专业硕士学位;兼任东南大学和江苏科技大学的产业教授;曾任中国华晶电子集团双极生产线技术副厂长,后创立无锡硅动力微电子股份有限公司;拥有职务发明专利20多项

 

20158月,丁国华加盟锴威特12月,公司核心产品研发成功,开始给客户送样品借助丁国华行业市场资源优势,很多客户愿意通过检测、试用,认为其性能及可靠性达到国外同类产品的水平。客户对产品的高度认同,市场迅速取得了突破。

 

为了稳定产能和加快产品系列化的研发,公司和台湾汉磊和西安卫光建立战略合作伙伴关系;在西安成立了西安锴威半导体有限公司,在无锡成立了研发中心,在西安和西安电子科技大学合作成立功率器件研发中心,吸引各地人才,为锴威特的后续发展集聚了所需的科技人才。

 

当前激烈的市场竞争加速了对新型节能产品需求,高功率半导体是电力电子领域的核心,是实现能源高效转换的核心部件,可实现电能高效地产生、传输、转换、存储和控制,提高能源利用效率,是推动国民经济可持续发展必不可少的关键产品与技术,高功率密度、高可靠性、耐更高电压、耐更高温度是功率器件的发展方向。

 

公司的定位就是自主创芯2018年公司产品1500V高压功率MOSFET CS4N150获得2017年度中国创新产品及技术奖。公司目前的硅基功率产品高压高可靠性功率MOSFET、集成FRD的高压MOSFETPhoto MosPhoto TriacIGBTIPM功率模组等六大类产品;而且针对新能效标准和系统需求,开发了多功能高压集成 MOSFETSmartMOS)产品,实时监控MOSFET的工作状态,起到对功率器件的有效检测和保护作用,提高系统安全性和可靠性MOSFET上集成高压启动,精简外围,降低系统待机功耗至30mW以下;泛应用于中高端工业控制领域的集成快恢复二极管的高压MOSFETFRMOS)将关键动态指标Qrr降低到普通高压MOS的十分之一,从而解决反向尖峰电流过大,开关损耗高,效率低下以及由此产生电磁辐射超标等问题

 

丁国华表示,新的能效标准,节能减排,为锴威特产品提供了极大的市场空间,锴威特的功率半导体产品以优质的性价比,已得到国内包括华为、美的、BYD、帝文、冠德等高端客户的认同及批量采购。2015年成立的锴威特2016年硅基功率器件出货超过1亿颗,营收超过3000万;2017年硅基功率器件出货超过10亿颗,营收超过8000万;2018年营收突破1亿元。

 

在积累了客户和资源后,在拥有超过10年功率器件设计经验的总经理罗寅和研发副总谭在超的带领下,20183月和西安电子科技大学合作成立功率器件研发中心,利用西安电子科技大学在高温、高频、大功率宽禁带半导体器件和材料领域的优势和影响力,锴威特开始了碳化硅器件的研发。丁国华表示,公司采取“硅基产品获利支撑碳化硅产品研发”的策略,在不到三年的时间里,成功开发出六大类30多款碳化硅产品,性能指标不逊色于国际大厂,并迅速进入了市场。

 



2019年中国功率器件市场规模将可能超越2000亿(约合300亿美元),占据全球市场规模的40%。而根据ICCAD公布的数据来看,2019年国内从事功率半导体的企业仅有89家,销售总额97.8亿,占整个市场份额不足5%国内功率半导体市场大有可为。尤其工业应用端,对功率器件的可靠性要求极高

 

截止目前,锴威特公司已申请专利63件,授权发明专利6件,实用新型专利17件,布图保护15件,高新技术产品4件。产品已取得国内100多家客户的使用和认可,累计出货量已超30亿颗。

 

真心祝愿锴威特充分发挥功率半导体高可靠性高性价比的优势,提升锴威特的品牌效应提升企业产品的附加值,为国产化替代做出更大贡献


 


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