2014-06-26

中国电力电子网:陈彤总经理访问记

2014年6月一个阳光灿烂的日子我拜访了泰科天润半导体科技(北京)有限公司总经理陈彤先生。陈先生三十多岁,个子不高、白净的脸,看上去是一个地道的书生,但是作为中国碳化硅半导体器件公司的总经理,填补了国内碳化硅器件领域的产业空白,是中国碳化硅功率器件产业化的先行者之一。

泰科天润半导体科技(北京)有限公司总经理陈彤


2011年4月泰科天润正式在北京海淀区注册成立,当时陈总选择碳化硅半导体功率器件作为奋斗目标是经过认真思考的。长久以来,半导体功率器件主要使用硅单晶材料。发展了半个世纪,硅材料的物理性能已经发掘殆尽,无法满足应用中更高的要求。而经过100 多年的认知和20 多年的研发后,碳化硅逐渐被半导体界公认为是继硅、砷化镓之后的第三代半导体材料,其优越的性能远超硅材料。具有巨大的发展潜力。 碳化硅一类的宽禁带半导体可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求,是半导体材料领域最最有前景的材料之一。陈总用了一个比喻说:“硅到碳化硅的发展,从应用的角度上看,是踩单车到骑摩托的升级换代。天然的物理特性,造就了碳化硅器件高频、耐温的优势。各种电力装置因此不再需要笨、大的电容电感;不再需要厚、重的散热片。所以碳化硅是通往电力电子集成化的必经门槛。”

但是,要想实现这样的“理想”决不是轻而易举的,而是有相当大的风险,在前面的道路中将有许多困难需要克服。世界各国认识到包括碳化硅在内的宽禁带半导体只有十来年时间,虽然他们比我们早了几年,至今也只是起步阶段。陈彤曾向记者介绍:“美国是全球碳化硅的老大,所占市场份额最大。整个电力电子产业界还是硅材料主导,碳化硅的发展正在积累中。”举例来说,美国Cree公司碳化硅MOSFET器件芯片只有8.1mm×8.1mm,电流50A,通过并联能达到300A。与硅器件的大功率模块相比还有差距。原因是晶片材料、制造工艺、封装材料等还存在许多有待解决的问题。

毫无疑问,当前全球碳化硅产业还面临着重重的技术挑战。但是任何事情都是两面的,在半导体产业的大浪淘沙上,这种两面性尤其显著。碳化硅产业正是还处于起步阶段,正是还面临着诸多的挑战,反而也成为了中国电力电子二十年不遇的一次机会。因为国外也还在发展初期,还没有像集成电路技术、硅IGBT芯片制造那样,对国内的技术水平形成不可逾越的巨大差距。

 

中国半导体产业的发展水平与国际同行相比,就是一直处于“龟兔赛跑”被动局面。我们的很多体制特色造成了我们干半导体,跟国际比就是只彻头彻尾的乌龟:“工业基础薄弱、应用整合散乱、做事速度很慢”,然后国外同行起步比我们早,跑得比我们快,半路也不会睡觉打盹,因此如果某个半导体技术,国外已经在全球大卖、热卖的情况下,那么国内再作任何的巨额投入,事实就是没有任何赶上国际同行产业水平的希望。这是半导体产业,一个被无数惨痛失败、反复验证的教训。

于是,抓住国际契机,紧跟国际水平,泰科天润下定决心搭建了一个国际一流的生产平台,并且从海外的同业公司、国内的院所机构,聚集起了一批有志于开发碳化硅半导体器件的高级人才。与此同时投资了一个多亿人民币从国外引进高水平的工艺设备,筹建碳化硅工艺线。经过十个月的准备,2012年2月百级洁净室正式启用,主要工艺设备开始运行。

那天,陈总陪着我在参观走廊透过大玻璃参观工艺线,搞了一辈子晶闸管的我也不免发出了赞美声:的确是世界一流的!陈总边走边说:“设备开动又过去两年多了,如今我们已能实现了碳化硅肖特基二极管功率器件的批量生产并通过专家鉴定,打破了国外垄断。产品涵盖600V~3300V中高压范围,其中600V/10A、1200V/20A、1200V50A等产品的成品率达到国际领先水平, 1700V/10A、3300V/5A两个产品也已经完成研发。”他接着又说:“这两年多时间里克服了不少技术难题,使产品达到了世界水平,但谁也无法体会我们在这个过程之中,遇到困难、挫折时的那种艰辛和压力。”

陈总对这三年的努力奋斗做了如下的总结,他说:“一是来自硬件设备层面的挑战。目前使用的加工设备均为通用设备,并没有专为碳化硅材料定制的。二是来自人才方面的挑战。在碳化硅没有实现量产的情况下,相关人才也是空白的。三是来自管理方面的挑战。由于量产涉及到工艺控制,半导体各个环节都要做得非常精准,才能做出稳定且成品率高的产品。”从总结中我们可以体会到难度有多大啊!

在谈到下一步时陈总告诉我有三件迫在眉睫的事要办:

第一件是量产突破后要建立一个稳定地销售网络。期间要扩大宣传,让用户都知道泰科天润生产哪些碳化硅器件、它的技术水平有多高。

第二件是赶紧做好上下游的一些应用整合工作。碳化硅器件是好东西,但是就好比从自行车到摩托车的升级,关键也得会用,从光伏、白色家电、电动汽车、电机驱动,每种应用各有各的特色,解决好这些问题,需要上下游的紧密合作。

第三件是要积极争取主管部门制定碳化硅肖特基二极管的国家标准并参与起草。碳化硅作为战略新兴产业,当前的器件产品,即没有国际标准,也没有国内标准,都还是在延用硅器件的行标,无法体现碳化硅的特性。

第四件,也是十分重要的一件就是积极争取国家主管部门的支持和帮助。因为国际企业的技术发展,从来就没有停下脚步,泰科天润现在初步拥有了碳化硅产业的基础,但是国外龙头企业已经打通了碳化硅MOSFET的技术,进入了最后的市场验证阶段。

所以我国电力电子行业要想在“龟兔赛跑”中有一些希望的话,一是要抓住碳化硅这种跟国际基本还在同一起跑线上的技术,另外一个就是一定要改变“做事太慢的体制和管理弊端。”不然,最终将重复可控硅当年的悲剧:“60年代跟国际同时起步,80年代计划经济之下供不应求,但是技术被国外拉开距离,最终在90年代变成鸡肋,2004年起被国外IGBT全面替代。”

国家主管部门已经在一定程度上认识到了相关技术对国防军工、信息技术等产业的价值,不断投入科研经费,鼓励相关单位进行技术研究,以求早日实现产业化方面的突破。2012 年5 月30 日,在前任总理温家宝的主持下,通过了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,指出新一代信息技术的突破方向是“超高速光纤与无线通信、先进半导体和新型显示等新一代信息技术”。科技部于2013 年将碳化硅电力电子器件集成制造技术研发与产业化”作为专项的主要任务之一。

此时,总经理陈彤信心十足地吐露了他的心声:“碳化硅产品量产为我国提供了后发优势,2014年对整个碳化硅产业来讲非常关键,契机点就在当下几年。一是全球半导体产业并不在高峰期,碳化硅市场并没有真正启动;二是最大的市场在中国,目前国外厂商都在等中国市场成熟。我国需要利用好这个时间差,尽快推进碳化硅的成熟。”是啊!他说得好!时不可待、机不再来!

访问结束了。此次访问给我最大的收获就是我认识了一位胸怀大志要为我国碳化硅半导体器件努力奋斗的年轻企业创导者——泰科天润的陈彤总经理。

中国电力电子产业网特邀专家

椿树朱英文 2014-6-24
(原文链接:http://www.p-e-china.com/neir.asp?newsid=44986)

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