安徽长飞先进半导体股份有限公司(简称 “长飞先进”)是一家专注于碳化硅(SiC)功率半导体产品研发及制造的企业,具备从外延生长、器件与模块设计、晶圆制造到模块封测的全产业链能力。公司拥有 6/8 英寸兼容的产线设备和先进的配套系统,可提供从工业级到车规级的 SiC SBD、MOSFET 全系列产品,广泛覆盖新能源汽车、光伏、储能、充电桩、电力电网等领域。
编者按
过往碳化硅市场增长高度依托新能源汽车,随着 AI 数据中心供电架构革新,英伟达推动 SST 固态变压器落地,为碳化硅开辟了全新的应用空间。行业眼下正值洗牌周期,机遇与挑战并存。本期《芯片揭秘·大咖谈芯》对话长飞先进战略运营中心副总裁李刚先生,解析国产碳化硅 IDM 公司如何抓住新增量窗口期,客观探讨行业竞争现状、发展模式与未来趋势。
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*以下为播客文字整理版,已获嘉宾确认和授权。
国际巨头vs本土新锐,有何思维差异
幻实:李总先后任职台积电、德州仪器两大全球半导体龙头,拥有深厚行业积淀。想先请教您,成熟大厂平台稳定,为何选择加入处于发展阶段的长飞先进,投身压力更大的创业型企业经营工作?
李刚:台积电、德州仪器分别是逻辑芯片、模拟芯片领域的行业龙头,平台体系成熟完善。我选择加入长飞先进,核心是看好第三代半导体功率芯片广阔的市场空间,同时认可长飞先进在碳化硅赛道的精准定位与他们极具野心的发展规划。
幻实:您被他们的战略规划打动了,说明您也是有野心的人,愿意突破自己。在您看来,在国际半导体巨头发展和在本土创业公司冲锋,工作思维差异是什么?
李刚:两者差异显著。国际成熟大厂依托成熟产品与稳定的市场份额,工作重心偏向优化产品性能、压缩生产成本,整体经营策略偏稳健守成,有种“伺机而动”的意味;本土初创企业则完全是“主动出击”的势头,无论产品开发还是市场渠道拓展,整体节奏更加激进。
幻实:这是两种完全对立的工作思维,相当于说您的职业进行了180°的转变。
李刚:没错,转变的核心源自碳化硅市场的巨大变化。同样是芯片,传统的逻辑芯片、功率芯片和第三代半导体芯片,差异还是比较大的。
幻实:它们的市场打法都不一样。传统模拟芯片赛道发展成熟,产品供需稳定;而碳化硅属于新兴赛道,格局未定,竞争逻辑完全不同。
李刚:是的。这也是为什么我现在的职业重心更多转向碳化硅领域,对我个人来说,确实是非常大的一个挑战。
幻实:据悉长飞先进在武汉建了百亿级碳化硅晶圆生产基地,目前项目建设与产线运营进展如何?
李刚:武汉生产基地已于去年五月实现全线量产通线。从项目破土动工到晶圆厂完成量产交付,整体建设周期仅21个月。
幻实:这个项目的落地速度在行业内是十分突出的。建设周期内涉及场地三通一平(通水、通电、通路和场地平整)、设备采购、产线调线等大量工作,尤其很多时候设备进驻环节容易受阻。海外同规模晶圆厂通常需要数年周期,对比下来我们本土公司确实非常努力。
李刚:不光是芯片企业,在其他各大行业,我们很多国产厂商也都在凭借高效落地的执行能力去挑战国际巨头的市场地位。
幻实:我再请教您一个问题,为什么长飞先进对产线落地这么急迫,快速实现量产对长飞先进具备怎样的战略意义?
李刚:快速释放产能具备重要的战略价值:我们刚好赶在碳化硅工业、消费电子市场需求集中爆发前完成量产,稳定充足的产能既能帮我们赢得大量优质客户,同时又能帮助我们的客户抢占市场先机。
而我们之所以有这么快的速度,依托三方团队高效协同:我们武汉基地的项目建设团队、上下游设备材料供应商团队,以及省市区多级政府组成的专项服务团队同步推进。
幻实:抓住行业发展窗口期的确是至关重要的事情。
碳化硅价格战下,如何“以柔克刚”
幻实:长飞先进自建晶圆厂,是否代表你们采取的是IDM全产业链运营模式,覆盖外延、晶圆制造、封装测试完整环节?
李刚:传统IDM模式多指芯片设计加晶圆制造,我们产业链覆盖范围更广,完整布局器件与模块设计、外延生长、晶圆制造、封装测试全链条;仅碳化硅衬底环节不自产,选择与国内衬底厂商深度合作。
幻实:完整布局产业链条需要大量专业人才储备,同时伴随巨额资本开支,当时你们为什么要选择这条重资产发展路线?
李刚:我觉得这是一套能够平衡项目落地成功率与资本投入压力的发展模式。以国际巨头Wolfspeed为例,早些年他们持续投入资金扩建6英寸产线,导致后续全面切换8英寸产线时,要面临巨额改造成本。
我们跟他们相比,不一样的地方在于我们有后发优势:一方面在衬底环节与国内领先的衬底厂进行深度合作,省去自主建厂研发衬底的大额资金与时间成本;另外一方面,我们选择6/8英寸兼容的产线设备规划,规避改造成本。两种策略结合,不仅有效压缩资本开支,同时保障了企业发展速度。
幻实:后发优势相当于充分吸收行业过往经验,规避无效重复投资。我觉得你们这个决策还是比较大胆的,毕竟当时已做到行业头部的Wolfspeed,经营状况一度到了山穷水尽的地步,长飞先进在那种背景下还是主动选择了IDM模式,这确实需要魄力。
李刚:是的,2022—2023年国内碳化硅市场刚开始起步,多数碳化硅晶圆厂产线普遍存在规模偏小、自动化程度不足、老旧设备改造投产等问题。虽然表面上看到的是碳化硅市场繁荣,很多厂都在产出,但实际上产出的碳化硅芯片质量难以对标国际巨头。
基于这样的背景,我们当时采取了“高举高打”策略——把钱投在最有价值的设备上面去,建设高端的全自动生产线。因为碳化硅的制造壁垒很高,设备精度和产线稳定性直接决定产品良率。与其后面不断补短板,不如一开始就把核心能力建到位。基于这种投资逻辑,我们认为回报是值得期待的。
事实上也确实如此。从武汉基地通线以后,我们的产品开发进度非常快。原因很简单:高端设备能支撑更多工艺窗口的快速验证,压缩了从研发到试产的周期。与此同时,过去一年我们已经导入了非常多的头部客户——他们愿意进来,本身就是对产线能力的认可。一旦通过验证,量产爬坡的速度也很快。
幻实:我感觉你们并没有因为当时选择IDM模式而感到力不从心,反而是信心越来越足。不过近两年碳化硅行业的价格竞争白热化,不少同行依靠低价换取市场份额,长期处于经营亏损状态。长飞先进当前的经营状况怎么样?你们如何看待行业这轮的周期波动?是否会对经营打法进行调整?
李刚:面对全行业持续的价格内卷,我们坚持采取打磨产品品质、提升生产运营效率,以及依托规模化产能释放成本优势的应对策略,并且我们是非常有信心赢得这场竞争的。因为武汉基地从一开始就选择了最先进的设备和工艺,加上全自动化的产线,目前无论是产品质量还是人员生产效率,都已经明显领先很多竞争对手了。随着我们产能逐步提升,规模效应带来的收益还会进一步放大。
幻实:你们的思路很清晰,应该是能活到最后的公司。行业普遍预判未来两三年碳化硅行业将迎来洗牌,一大批中小厂商会逐步退出市场,毕竟前几年碳化硅赛道太火了,太多公司扎堆进来。面对未来的市场挑战,长飞先进是选择靠低价正面抗衡,还是会在产品定位、市场拓展层面打造差异化的竞争优势?
李刚:在当前竞争局势下,我们不会选择用低价正面抗衡国际巨头等对手,而是采取“以柔克刚”的竞争策略。“柔”主要是指灵活性,体现在三个层面:
第一,产品的灵活性。我们拥有高端的研发设备和工艺平台,即便客户需要的产品我们现阶段没有,也可以配合客户去做定制化开发。
第二,产能的灵活性。我们拥有领先的产能规模,能够承接下游波动性订单。
第三,合作模式的灵活性。从联合开发、技术授权到产能锁定,我们可以根据客户的不同阶段提供不同的合作方式。
我想这三种灵活性正是国内碳化硅客户当前普遍的痛点,他们要的不是最便宜的产品,而是最能配合他们往前走、能帮他们解决实际问题的伙伴。我们就是通过这种灵活性来跟国际巨头打差异化竞争。
未来三年大洗牌,谁会是最后的王者?
幻实:长飞先进现在主要瞄准的市场是哪几类?各赛道资源投入是否有所侧重?
李刚:碳化硅四大主流应用市场均匀布局,分别为工业能源、绿色交通、生活家电以及SST智能微网。现阶段核心资源向新能源汽车倾斜,中长期重点布局固态变压器、AI数据中心配套的智能微网赛道。
SST(Solid State Transformer,固态变压器):又称电力电子变压器(PET)。由功率半导体变换器、高频隔离变压器与数字控制系统构成,依托高频电力电子变换实现电压等级转换、电气隔离、电能质量调控、双向功率传输的新型电力装备。
幻实:能否简单介绍一下SST的应用场景?
李刚:SST主要适配AI数据中心场景。AI驱动下,AI数据中心的电能消耗持续走高,这引发的一个核心需求就是要提高用电效率。而传统的工频变压器以及部分低压供电系统,电能转化效率低,已经不能满足AI数据中心的供电需求。基于这种背景下,行业发展出了SST固态变压器。
相比传统的工频变压器,SST的体积大幅缩小,转换效率显著提升,整体能耗损失可以降低40%以上。另外,我们采用高压直流的传输方式,也能进一步减少电力在传输过程中的浪费。随着AI数据中心的大力发展,SST的应用空间会越来越大。这个领域的前景,我们非常看好。
幻实:相当于先进生产力跟基础设施绑定,特别是赶上AI带动的这一轮转型升级。现在很多公司订单都排得很远了,比如说光模块这个行业以前不温不火的,AI一驱动才火成这个样子,让我们大为震惊。AI还带火了HBM,我听说碳化硅可以用来解决HBM散热问题,我不知道这个方向是否具备落地的可能性?
李刚:行业内确实存在相关讨论,主要是因为碳化硅材料本身的导热性远优于硅材料。但该场景仅利用了材料的物理特性,不属于碳化硅功率器件的业务范畴。所以目前我们还没有相关的布局规划。
幻实:关于这方面的讨论在A股市场上有一些热度,可能是大家急着给碳化硅找新的应用场景,对吧?
李刚:是的。包括现在碳化硅在VR眼镜上的应用讨论也比较多,碳化硅这个材料确实挺受关注。
幻实:但它们都不属于器件端,而是上游材料层面的东西,离真正的规模落地还很远,成熟度也还不够。所以跟您请教完,我觉得我们的听友们应该能学会去分辨一些信息了,不要被一些人带偏了。
李刚:是的,我们一定要有一些批判性的思考,不能网上说什么就是什么。
幻实:请问长飞先进是all in在碳化硅赛道吗?对于氮化镓等其他化合物半导体材料,是否会考虑做一些技术储备?
李刚:我们非常看好各类新型宽禁带半导体材料的发展前景,但是未来几年我们的战略重心仍然聚焦在碳化硅赛道。当然,团队也会密切关注其余宽禁带材料的发展状况,定期评估合适的入局时机。我相信我们在碳化硅领域累积的成功经验,可以帮助我们做出有利的战略决策。
幻实:目前你们还是会保持聚焦碳化硅赛道的战略定力。站在产业一线视角,请您预判未来3-5年国内碳化硅市场将迎来怎样的变化?对于行业从业者、产业投资人来说,有哪些客观参考判断?
李刚:我从两方面来回答。
第一,市场规模方面,行业仍有数倍的增长空间。除工业、输配电赛道持续增量外,后续随着器件生产成本持续下行,碳化硅将大规模渗透消费电子领域,逐步替代传统硅基IGBT与超结器件,为整个市场带来大幅增长。
第二,行业格局方面,我认为洗牌是必经阶段。大量规模偏小、工艺与设备能力薄弱的公司会在接下来几年被逐步淘汰,市场份额将持续向具备完整IDM产业链的头部企业集中。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管):一种由功率MOSFET和BJT(双极型晶体管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
超结 (Super Junction):超结功率半导体器件是一类具有超结耐压层的重要器件。它将PN结引入到常规“电阻型”耐压层中,使之质变为“结型耐压层”。
幻实:听下来IDM公司的抗风险能力确实会更强一些,毕竟构筑了纵向的供应链壁垒。所以说“活下来的都是王者”这句话真没错,尤其是在中国这么快速迭代的行业里,这种竞争强度和淘汰速度让大家都很震惊。我在九峰山新质半导体特展上看到一句话说,碳化硅从2英寸到12英寸用了20年,而氧化镓从2英寸到12英寸只用了4年,大家太厉害了。
李刚:其实材料是基础科学。每一个新技术或者新产品的突破,背后一定是有很长时间的材料积累。只有在材料层面有了突破,才能够催生出新的产品和新的应用场景。
幻实:回到上游材料的话题,您觉得碳化硅的衬底还能再降价吗?
李刚:肯定还会降,而且是健康地往下降。这也是为什么我们很有信心说,在接下来几年,碳化硅一定会加速替代硅基的IGBT和超结。
幻实:底气就在于,我们成本更低、性能更好、速度更快。这个确认让人大为期待,我们以后能用上更好的器件,过上更智能的生活。
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采访 | 幻实 编辑 | 小茄 审核 | 幻实
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