一辆汽车上,有多少电科印记?盘点中国电科集团在第三代半导体领域布局

DT半导体材料 2022-09-26 22:50


电动化,打造汽车发展“加速度”

如今,新能源汽车已经随处可见。电力电子器件是新能源汽车关键器件之一,碳化硅材料更是未来发展趋势。

作为国内主要碳化硅供应商之一,中国电科率先建立起第三代半导体碳化硅自主体系,形成了覆盖碳化硅材料、设计、制造、封测的完整技术布局在国内率先建立了6英寸碳化硅器件工艺平台,率先实现多型号多尺寸的产品量产和应用。目前,国基南方、国基北方研发的汽车功率器件均实现了量产,成为国内众多一线整机厂商的重要供应商,在推动产品国产化的进程中发挥了重要作用。

电机、电池也是新能源汽车的重要组成部分。中国电科推出的关键材料,有力保障电机、电池发挥实力。9所研制的钕铁硼永磁材料,具有综合磁性能高的特点,是永磁电机的优选。33所推出的系列热管理材料,主要技术水平国内领先,应用于新能源车电池模组与底座之间。

此外,电科海康浙江科正研发的“新能源汽车电子抗干扰测试系统”,是少数能够完全覆盖所有电性能测试项目要求的产品之一,目前已经供货上汽、通用、大众、蔚来等主机厂客户和零部件供应商。

智能化,打造汽车发展“高智商”

作为智能驾驶领域的感知层,传感器就像人的眼睛、耳朵、皮肤一样重要。

49所推出的加速度、振动、温湿度、转速、流量等传感器,广泛应用于动力系统运行状态监测、驾驶舱环境检测、控制系统安全保障等。这些传感器多为MEMS器件,具有体积小、功耗低、环境适应性强、可量产等优点。

77G毫米波雷达是实现智能驾驶和无人驾驶的关键传感器。38所完成了第一代毫米波雷达前端芯片关键技术攻关,实现了基于自研芯片的雷达样机开发与应用验证;为了满足毫米波雷达的高要求,46所推出了基板产品,指标达到行业领先水平;浙江科正研发的PCB电路板芯片级ICT/FCT测试系统,可以有效解决产线测试问题。

当前,高精度地图+高精度组合定位是L2及以上级别自动驾驶中的重要部分MEMS惯性器件与系统扮演着举足轻重的作用。国基北方自主研发的MEMS惯性器件是汽车自动驾驶的传感器核心芯片,在国际上首次实现MEMS惯性器件用于自动驾驶领域。

由“感”到“智”,是智能汽车的“进阶之路”。

2020年,普华基础软件获得国产首个由国际TUV莱茵颁发的车规级功能安全ASIL D最高安全等级AUTOSAR操作系统产品认证证书。这标志着由我国自主研发的汽车操作系统软件达到国际先进水平。截至2022年,普华车用基础软件平台累积量产超过1000万套,并深度布局智能驾驶平台,推出新一代智能驾驶操作系统。

中科芯自研的车身域控制器部件,除负责传统功能控制外,还集成了无钥匙进入、一键启动、胎压接收等功能,是整车最核心的控制器之一。

电科芯片推出车用智能电控系统、智能传感系统、智能网联系统、新能源电控等解决方案,目前已获得超过26家主流整车厂配套资格车身及域控制器累计出货量超1000万套,自主芯片应用超100万片,数字钥匙产品出货量超50万套。

网联化,打造汽车发展“强通联”

现在,通过手机APP,就可以远程启动车辆、打开空调、调整座椅至合适位置……这一切都离不开车联网。

如何确保设备通信性能可靠准确,变得尤为重要。电科思仪推出的5G终端综合测试仪,可以有效进行车联网T-BOX(远程信息处理器)通信测试,广泛支持车载T-BOX产品校准、信号综测,已应用于小鹏汽车T-BOX终端测试、爱联、九州等通信模组测试中。

电科数字厦门雅迅研制的安全网关产品是国内首家通过《汽车网关信息安全技术要求》新国标检测的产品,它创造性地在汽车总线网关中引入商用密码体系,实现汽车内部总线及外部互联网连接的网络安全防护,获得了国家密码管理局商用密码产品型号证书。

作为国内北斗车联网领域拓荒者,厦门雅迅打造了通用型网联终端等创新型产品线,实现了对汽车前装和后装市场的全覆盖,尤其在商用车、工程机械等前装市场,近三年占有率稳居行业第一。(来源:中电科,记者/陈清杰 校对/杨晓艾)


盘点中国电科集团在第三代半导体领域布局 


第三代半导体是战略新兴产业。从装备、材料、芯片、器件到应用,这一全链条的整体视角来看,未来产业规模将高达数千亿人民币。以碳化硅为代表的第三代半导体被称为绿色半导体。十年来,中国电科的第三代半导体器件实现了从研发到商用的转型,两亿只产品有力支撑新基建和“双碳”战略需求。数据显示,它的器件节能性是硅器件的4倍,可以使新能源汽车能耗降低50%,特高压电网损耗降低60%,轨道交通功率器件系统损耗降低20%以上。



(一)55所布局车规SiC项目年产能1000万颗:国扬电子主要负责中电科55所碳化硅器件和模组项目。6月16日,江苏省工信厅公示了《2022年度江苏省工业和信息产业转型升级专项资金》,其中就包括扬州国扬电子主导的车规级SiC MOSFET芯片和功率模块项目。据悉,此次项目产业化后,碳化硅芯片将形成年产1000万颗的能力,功率模块形成年产15万只的能力,新增营业收入1.5亿元,利税1500万元。

 


9月19日,央视《非凡十年看名企》专题报道了55所在碳化硅器件领域取得的重要突破,以及产品在新能源汽车上批量应用情况。据央视财经消息,中国电科的碳化硅器件,装车量已经达到100万台,旗下企业已经实现了6英寸碳化硅晶片的规模化生产,年产能达到15万片,处于国内前列。今年3月还率先发布了新一代8英寸碳化硅晶片产品。


(二)13所布局2大项目年产能超过12万件:中电科13所旗下的国联万众在前段时间公示了总投资3.13亿元的碳化硅项目环评表,其中提到他们在建设2个碳化硅相关项目:(1)7月20日,国联万众半导体官网公示了“碳化硅项目”的环评报告表。该项目总投资3.13亿元,主要研发3300 V SiC MOSFET芯片及3300 V高压功率模块封装技术,将于2023年1月1日开工建设;

(2)此外,国联万众还在建设另一个碳化硅、氮化镓相关项目,主要产品包括6英寸SiC、GaN晶圆;GaN功放模块;SiC功率模块及单管。

(3)截至目前,6英寸碳化硅电力电子工艺线已稳定生产供货。期间通过不断优化产品性能指标,产业基础研究院(13所)技术团队又基于6英寸工艺线完成了第三代薄片工艺碳化硅SBD和第三代碳化硅MOSFET产品开发,产品指标均可对标国际一线品牌。


(三)中电科材料公司将建200万片衬底项目:中电科材料公司方面,碳化硅衬底有烁科晶体,碳化硅外延有普兴电子和国盛电子。


烁科晶体:烁科晶体一期项目已于2020年2月正式投产。截至2021年底烁科晶体实现销售收入5亿元。据山西烁科晶体有限公司总经理李斌介绍,他们们下一步也将投资30亿,形成接近200万片的产能。今年3月,烁科晶体还成功研制出8英寸碳化硅晶体,实现了8英寸N型碳化硅抛光片小批量生产。


普兴电子:8月15日,据河北长城网报道,河北普兴电子的碳化硅搬迁项目将于今年年底全面竣工。该项目总投资5亿元,项目投产后,普兴电子将新购置各类外延生产及清洗检验设备共392台(套),预计可达到年产300万片8英寸硅外延片、36万片6英寸碳化硅外延产品的生产能力。


国盛电子:南京国盛电子是国内优秀的硅外延、碳化硅外延生产服务供应商,其产品覆盖4英寸至8英寸的各类型外延片,产能达到25万片/月(折合6英寸)。2021年9月,国盛电子的“外延材料产业基地项目”签约落户南京江宁开发区,一期将建设成立第三代化合物外延材料。


(四)中电科装备公司,关键设备屡屡实现突破:中电科装备公司目前已经实现了碳化硅关键核心设备的研制,包括碳化硅外延设备、高能离子注入设备、高温氧化/激活,以及碳化硅晶体激光切割。


(1)中电科2所:今年8月,中电科2所激光剥离项目取得突破性进展,基于工艺与装备的协同研发,实现了4英寸、6英寸碳化硅单晶片的激光剥离。其激光剥离设备有机结合激光精密加工和晶体可控剥离,实现半导体晶体高可靠切片工艺,可将晶体切割损耗降低60%以上,加工时间减少50%以上,并实现晶体加工整线的高度自动化。此外,今年2月,该所还成功研制出山西省首片碳化硅芯片。据悉,2021年9月,中电科二所就建设了碳化硅芯片mini线,并负责整线运行和维护。


(2)中电科48所:2021年底,据该所半导体装备研究部副主任巩小亮介绍,他们的第三代半导体装备产业布局优势明显,SiC外延生长设备方面,在国内率先开发出碳化硅器件制造关键装备,并形成成套应用态势。截至2020年,SiC设备已在生产线应用/签订合同逾20台套,意向合同多台套。6英寸单片式机型满足厚外延、高均匀、低缺陷等工艺发展需求;SiC高温高能离子注入机,注入能量、束流、均匀性、稳定性和产能持续提升,批量应用。SiC高温激活炉满足量产要求,已小批量应用;SiC高温氧化炉生产出的1200 V/80mΩ MOSFET器件进入下游用户可靠性测试阶段。

未来,中电科立足国家所需,紧盯行业所趋,奋力打造原创技术策源地,满足国防装备关键芯片急需,护航数字经济发展安全,引领推动第三代半导体技术跨越发展,支撑高水平科技自立自强




行业活动推荐 


2022年11月15-17日,由DT新材料主办第六届国际碳材料大会暨产业展览会——碳化硅半导体论坛将在深圳国际会展中心(高交会宝安会场)拉开帷幕。

论坛聚焦碳化硅衬底、外延、功率器件制造及相关应用等领域的技术难点与前沿发展趋势,旨在突破碳化硅半导体产业技术瓶颈,吸收顶尖研究机构与企业的行业远见,整合对接碳化硅半导体产业链资源,推进突破性的实验室研究成果转化,让科研赋能产业、产业反哺科研,共同推动碳化硅半导体行业的高质量发展!


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