在集成电路产业面临物理极限挑战的背景下,全球科技界正探索后摩尔时代的发展路径。碳化硅和氮化镓等宽禁带半导体材料因其卓越性能——包括高击穿电压、高电子迁移率、高效热导率与强大抗辐射能力——成为制造高性能功率半导体器件的首选材料。
领军企业:派恩杰半导体
作为中国第三代半导体功率器件的先锋,派恩杰半导体凭借深厚的技术积累与供应链优势,引领着行业的发展。由黄兴博士——一位深受IGBT之父Dr. B.Jayant Baliga与ETO晶闸管发明者Dr.AlexQ.Huang启发的专家——带领,自2009年起专注于碳化硅和氮化镓功率器件的设计与研发,派恩杰在该领域拥有独到的洞察力与实践经验。公司提供全面的碳化硅功率器件产品线,以满足多样的市场需求。近期,爱集微对黄兴博士进行了深度访谈,共同探讨了第三代半导体的未来趋势、企业战略,以及如何助力中国第三代半导体产业的崛起。
在经历了“缺芯潮”的洗礼后,全球半导体产业步入了低谷期,然而第三代半导体市场展现出强劲的生命力。自2021至2022年间,碳化硅等关键器件供不应求的局面并未完全缓解,即便市场整体表现疲软,汽车领域对碳化硅器件的需求依然坚挺。黄兴博士预测,虽然短期内市场低迷现象将持续至2024年中,但随着原材料成本的降低与技术创新的推进,汽车厂商将逐渐扩大对碳化硅器件的采纳范围。
当前,碳化硅功率器件主要应用于车载系统,派恩杰自2021年底起,已成功向多家国内汽车制造商提供产品,其性能与质量均得到了认可。尽管光伏与储能市场相对较小,但派恩杰在这些领域的订单量同样可观。因此,只要车用市场持续增长,其他市场的波动对整体业务的影响相对有限。目前,限制碳化硅等器件广泛应用的关键因素在于良率与成本问题。
碳化硅的原材料来源丰富且价格合理,但加工过程中的良率偏低,导致第三代半导体器件的价格较高且产能受限。若通过技术提升与工艺改进,提高良率,碳化硅器件有望实现显著的成本下降。黄兴博士坚信,在十年内,碳化硅器件将大幅抢占IGBT的市场份额。同时,他也对氮化镓市场充满期待,尤其是其在照明、射频雷达与5G通信等领域的巨大潜力。
黄兴博士毕业于成都电子科技大学,该学校在功率器件科研领域享有盛誉。在其学术生涯中,黄兴积极参与了陈星弼院士领导的电子薄膜与集成器件国家重点实验室的研究工作,特别是超结结构的研发,为他的碳化硅研究之路奠定了坚实的基础。在北卡州立大学的深造期间,黄兴不仅师从Dr.AlexQ.Huang,还参与了智能电网相关项目,该项目旨在整合新能源与传统能源,构建灵活的能源网络,为家庭提供高效服务。黄兴在碳化硅器件研究方面的贡献是该项目的重要组成部分,目标是开发能够承受高电压的碳化硅晶闸管。
黄兴博士从零起步创立企业,面对的挑战不仅在于技术的突破,还有市场的开拓与应用的深化。他认为,半导体行业的成功不仅依赖于材料科学与制造工艺的创新,更需要深入理解市场需求与应用场景。黄兴强调,对于半导体从业者而言,具备材料科学、工艺设计与应用知识的综合能力尤为关键。通过不断学习与实践,黄兴带领团队克服重重难关,致力于将前沿技术转化为实际应用,推动中国第三代半导体产业迈向世界前列。