近日,碳化硅衬底国产替代硬核科技企业乾晶半导体完成1亿元Pre-A轮融资,由紫金港资本和元禾原点等多家机构参与投资。
据了解,本轮资金将用于增加研发投入、产线建设以及企业运营等。
杭州乾晶半导体有限公司成立于2020年7月,脱胎于著名半导体材料专家杨德仁院士指导下的浙江大学杭州国际科创中心(简称浙大科创中心)先进半导体院碳化硅衬底项目,该项目在碳化硅衬底的研发制备上曾取得了系列研究成果。乾晶半导体与浙大科创中心建有联合实验室,也与浙江大学硅材料国家重点实验室建立了紧密的合作关系。
随着国家“双碳战略”的推进,新能源产业和电动汽车产业蓬勃发展,产生了对功率转换装置如太阳能逆变器,电动汽车充电桩,车载充电器和马达驱动器等的巨大需求,半导体功率器件是上述各种功率转换装置的核心。而碳化硅(SiC)材料具有耐高温和高压的特点,基于SiC的器件还具有高开关频率和低静态功耗,在高电压和大电流的领域,SiC被认为是将取代硅成为功率器件的主流材料。
由于碳化硅成本高昂和制备工艺复杂,目前阶段,碳化硅器件在全球半导体市场的渗透率较低,预计到2023年仍然不足4%,但在未来几年,碳化硅功率器件将以34%年均复合增长率快速增长,迎来碳化硅市场的爆发。预计到2027年全球SiC功率半导体市场规模有望突破60亿美元。
碳化硅产业价值链比较清晰,主要包括衬底、外延、器件和应用,其中作为基础材料的衬底和外延占据了制造成本中的70%,这与传统硅基器件中晶圆制造占一半以上的成本上有着极大不同。碳化硅器件上游衬底和外延价值量凸显,也让许多厂商纷纷布局这两个环节。就衬底而言,国内外厂商市场占比极不均匀,Wolfspeed、Ⅱ-Ⅳ、SiCrystal等三家海外厂商就占据了全球89%的市场,国内企业市场份额较小。其主要原因是衬底制备工艺复杂、技术要求较高,在长晶、切割等方面良率提升困难,国内厂商技术积累不足,虽然已经有天岳先进、天科合达等国内厂商在技术上进行追赶,但是想要重塑行业格局尚需一定时日。
乾晶半导体依托浙大的学术资源,深耕碳化硅领域,在长晶、切割等多个环节均有深厚的技术积累。首先,在长晶技术方面,乾晶单晶生长技术路线较国内普遍水平较为优异,据了解,乾晶所采用的技术路线生长的六英寸SiC晶体,厚度在20mm以上,最厚可达50mm,长晶成品率可达70%,一颗晶体的生长时间在5天,处于国内领先水平。其次,在切割技术方面,乾晶半导体在工艺开发过程中,解决了金刚石线高线速切削加工剧烈,晶片翘曲度大的问题,切割一刀时长缩短到20小时,大大提高了加工效率,此外,乾晶半导体正在开发激光剥离技术,有望进一步降低晶片切割损耗和损伤层厚度。目前公司正在衢州搭建中试产线,这些技术积累将为乾晶实现产量爬坡提供保障。