高成長企業111｜南砂晶圓：補齊廣東碳化矽晶片產業鏈襯底關鍵一環

南方財經全媒體見習記者江珊 南沙報道

在廣州南沙南端的萬頃沙，一條不到1公里長的萬泰路上，密集排布著南砂晶圓、聯晶智慧、芯粵能、芯聚能等一批半導體和積體電路企業。在全球第三代半導體碳化矽材料迎來商用加速期的當下，這裡就覆蓋了上游的碳化矽單晶及襯底加工，中游的晶片設計、製造、封測，下游的應用等產業鏈關鍵環節。

作為上游企業，廣州南砂晶圓半導體技術有限公司（下稱“南砂晶圓”）是目前廣東省唯一一家可以規模化生產碳化矽襯底晶片的企業。2021年，南沙晶圓認定為廣州市級“專精特新”企業。

“聚沙成晶、科技報國、全球馳名”，是南砂晶圓的願景。“聚沙成晶的第一層意思是南砂晶圓把多晶碳化矽粉長成高品質碳化矽單晶，第二層意思是我們來自全國五湖四海，大概是從十幾個省，組成團隊聚集南沙。”2000年，王垚浩到佛山市國星光電科技有限公司擔任董事長、總經理，帶領企業成長為國內半導體照明行業龍頭。

（南砂晶圓董事長王垚浩 受訪者供圖）

2018年，依託山東大學晶體材料國家重點實驗室徐現剛教授團隊的技術，王垚浩參與成立南砂晶圓並擔任董事長。近日，在接受南方財經全媒體記者採訪時，王垚浩堅定地認為，“就像當年看到LED的市場前景一樣，我相信這一次也抓住了碳化矽材料的發展機會。”

抓住碳化矽晶片商用加速機遇期

新一代的材料出現能帶動相關產業和技術的迅速發展。

碳化矽材料目前是第三代半導體中技術應用最成熟的襯底材料，因為國內外新能源汽車爭先將碳化矽器件應用於逆變器、充電器、電驅系統，碳化矽晶片市場被一夜之間引爆。

汽車資料平臺佐思汽研報告顯示，碳化矽器件具備耐高壓、耐高頻等特性，在新能源汽車上的使用正在擴大，據測算，2022年中國車用碳化矽襯底市場需求在16。9億元左右，2025年預計將達129。9億元，年均增長率達97。2%。

百億級市場前景的熱鬧背後，鮮為人知的是，我國碳化矽襯底從技術研發走向產業化，是一場長達20年的積累與等待。

據王垚浩介紹，大概在2000年，我國正式將碳化矽材料列入重點研究領域專案，由中科院兩家分所主攻導電型碳化矽晶體，山東大學晶體材料研究所主攻半絕緣型碳化矽晶體。

“相較於矽基，碳化矽器件具有功率大、體量小、節能高效、耐用等多方面優勢，除了新能源汽車，碳化矽器件如今在5G通訊、軌道交通、電力系統、光伏儲能、大資料、雷達、航母等更廣泛的領域都可以替代矽基器件。”王垚浩說。

2018年，我國提出“新基建”發展目標，5G基站的興建，率先讓山東大學的4寸半絕緣型碳化矽晶體技術走向市場，依託其技術成立的山東天嶽先進科技股份有限公司，於今年1月登陸科創板。

2021年，導電型碳化矽晶體因新能源汽車應用而興起，作為中科院物理所技術轉化企業，北京天科合達半導體股份有限公司2021年估值達54億元，是2016年1。17億元的53倍。

2020年，王垚浩與徐現剛嗅到了市場風向變化，迅速決定調整南砂晶圓的產品方向，由2018年初制定的兼顧半絕緣型和導電型、晶體生長和襯底加工，轉為聚焦導電型晶體襯底。

“在十多年積累的基礎上，我們集中精力用一年多時間，就實現了6英寸導電型晶體襯底的技術突破。從今年第四季度起，公司已經達到了每月數百片的發貨量。南砂晶圓也是全國唯一一家一次性建成8萬平方米生產規模的襯底加工企業。我們就是要在這個時間點，跟上6英寸導電型碳化矽晶片市場的需求。”王垚浩說。

襯底年產量預計達50萬片

由於技術門檻高、國內產能增長較慢，王垚浩認為，在2023年2026年之間，國內碳化矽晶片市場將是供不應求狀態，特別是襯底晶片一環，除了幾家科研機構的產業化專案，國內車企、晶片廠也正在透過境內外收購、持股等方式佈局該領域。

在碳化矽器件的成本中，襯底、外延、模組分別佔比46%、23%、20%，晶體生長及襯底加工環節佔據了接近一半。王垚浩介紹，目前產品成本控制和產能擴大的制約主要在於人才短缺。碳化矽晶片雖然在襯底、外延片、封測等階段的工藝都已實現機械化，但是在晶體生長階段目前仍依賴手工作業。

“晶體生長的過程中需要憑藉專業和經驗，對工藝引數靈活調整。一名合格的工藝工程師，首先要具有本科以上的專業基礎，然後進入公司從裝置除錯開始學起，至少經過3至5年的鍛鍊培養。”王垚浩介紹，南砂晶圓目前核心骨幹團隊約20人，全面覆蓋了晶體生長、襯底加工的關鍵技術領域。

“人才緊缺仍是制約這個行業的最大難題，我們的員工就來自全國十多個省份。”王垚浩表示，一句“聚沙成晶”，體現的正是南砂晶圓聚焦碳化矽晶片產業鏈關鍵環節，以及克服困難全國招攬人才的決心。

然而，技術門檻不會是一道永遠堅固的護城河，南砂晶圓踩中了應用市場機遇，就必須加快擴大產能，搶佔市場份額。今年底至明年，正是南砂晶圓產能爬坡的關鍵時期。

目前南砂晶圓的單晶廠位於中山，月產800塊6英寸單晶。一期計劃投資9億元的南沙工廠經過經營戰略調整之後，將聚焦襯底加工環節，今年下半年可實現每月3000片襯底晶片的產能，預計在明年年中一期生產線全面投產後，下半年月產能達1萬片，全年生產接近10萬片。

今年下半年，國內晶片廠商加快推進8英寸碳化矽單晶和襯底生產試驗，南砂晶圓憑藉山東大學的科研成果，和公司每年營收佔比10%以上的研發投入力度，成為最早宣佈試產成功的企業之一。

王垚浩表示，未來3至5年內，隨著國內晶體良率提升、切割工藝迭代、單晶尺寸擴大等各方面技術提升，碳化矽襯底晶片成本預計可以下降50%，以滿足工業、民用市場端的大量需求。目前，南砂晶圓二期正規劃8英寸襯底晶片生產線，建成後園區年產量將達到50萬片。

“6英寸時代，我們跟上了市場，8英寸時代，我們希望領先全國。”王垚浩說。

投資人眼中的南砂晶圓

廣州南沙區南金基金管理有限公司董事長李雨桐：團隊亮眼、技術領先

“十四五”是中國積體電路產業夯實基礎、謀取更大進步的關鍵五年， 而在廣州南沙區，“晶片一條街”已雛形初具。

南金基金作為南沙科金控股集團旗下的國有股權投資機構，除了謹守國資投資的保值增值要求，同時也要兼顧將有限資源配置到科技創新最需要的地方，對關鍵領域、重要區域和薄弱環節的給予更大支援力度，助力企業安心在南沙本地成長壯大，打好關鍵核心技術攻堅戰。

“支援南砂晶圓的發展也是落實南沙方案的一個重要舉措，助力南沙打造產業創新聚集高地。”廣州南沙區南金基金管理有限公司董事長李雨桐說。

南砂晶圓就是南沙區晶片一條街的重要成員之一，其所處的積體電路行業屬於國家戰略新興行業，有非常好的產業前景，同時下游應用和市場空間極大，具備快速發展的基礎。儘管專案公司資產規模較小、起步較晚，但專案團隊屬於碳化矽晶體領域極其稀缺的研發實力強、擁有成熟管理經驗、行業資源豐富的強大專案團隊。

創始人王垚浩博士是行業內既具備專業知識背景，又擁有上市公司管理運營經驗的稀缺人才。其長期在半導體行業從事管理、科研工作。早期帶領國星光電，從一個老牌加工型國企，一躍成長為擁有100多個自主智慧財產權產品的高新技術企業，併成功登陸深交所主機板上市。

公司技術團隊主要負責人徐現剛教授團隊是我國碳化矽單晶研發的開創者之一，其團隊均來自山東大學晶體材料國家重點實驗室。2000年就正式開啟碳化矽襯底的研發工作，先後主持20餘項國家及省部級專案，研發生產的2英寸襯底生產率先打破了國外長期的技術封鎖和壟斷，在碳化矽單晶領域高著雄厚的技術實力和深厚的工藝積累。

令投資人比較讚賞的，還有南砂晶圓在產業鏈的位置。碳化矽領域裡，襯底是產業鏈最核心的環節，直接制約碳化矽應用放量，襯底一項材料的成本就佔到碳化矽晶片產品成本的近40%，可見其產業鏈位置的核心及突出。大力扶持積體電路行業發展也已寫入我國的“十四五”發展規劃之中。

談及碳化矽領域的前景，碳化矽屬於第三代半導體材料，在低功耗、小型化、高壓、高頻的應用場景有極大優勢。在新能源汽車、軌道交通、高壓電網等領域擁有十分廣闊的市場空間。尤其是近年來新能源汽車增長勢頭迅猛，相應帶動碳化矽市場也持續增長，而且不難看到，這樣的增長勢頭在未來可能還會持續較長的時間。

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