功率半导体——新能源产业的关键竞争力

　　在“十四五”背景下，在双碳目标战略下，中国大力支持光伏发电行业的发展，推动新能源汽车的发展，加大对半导体产业的支持力度。作为全球最大的能源消耗国之一，中国每年进口石油和芯片均超过3000亿美元，而发展新能源和半导体产业关系着国家能源安全和综合国力的发展，大力发展新能源汽车和光伏行业势在必行。

　　在这样的时代背景下，未来发展的重点可能会在新能源汽车和光伏行业两方面。金融EMBA2018级校友、阿基米德半导体董事长袁雄在杭州同学会上分享时表示“SiC/IGBT作为新能源汽车以及光伏发电能量控制和转换的心脏，是未来电力转化和电力驱动的必然趋势，更是未来中美巅峰对决的关键战场。高性能、高可靠性的功率模块将会成为新能源产业关键竞争力。”

　　新能源汽车、光伏发电市场迎来爆发增长，碳化硅前景广阔

　　他从新能源汽车的增长前景来推测了爆发期，他说“新能源汽车的增长曲线跟很多的消费互联网包括其他行业还是不一样的，它可能会呈现一个离散型的增长，从有技术到成熟爆发式的增长，可能需要较长的时间，从汽车工业100多年的历史发展来看，新能源汽车大概需要15年的时间。”

　　对于新能源汽车技术发展的趋势，袁雄认为：传统的新能源汽车主控的芯片使用的都是硅基的IGBT，但由于碳化硅方案的优势，以及材料成长的稳步下降，未来碳化硅器件将会迭代硅基IGBT的使用。特拉斯全球率先采用碳化硅逆变器，特斯拉Model3使用的控制器就是碳化硅材料，除此之外，比亚迪、蔚来、理想等众多车企业都将使用碳化硅方案，碳化硅对传统车用硅基IGBT的替代已经逐渐展开，碳化硅产业的发展已经展现出良好的前景。

　　袁雄介绍了碳化硅的优势，他说道：“功率半导体更讲究的是可靠性、安全性和稳定性，而碳化硅（SiC）作为半导体材料具有优异的性能，尤其是用于功率转换和控制的功率元器件，是高温、高频、抗辐射、大功率应用场合下极为理想的半导体材料。”

　　对于光伏行业，袁雄向大家介绍道：“之前由于政策和技术驱动，我国光伏装机量现在也是呈爆发式的一个增长。但光伏的本质是半导体行业，光伏里面最核心的部分就是光伏逆变器，把直流电转化为交流电。考虑到光伏行业未来的高确定增长性，逆变器也将跟随着光伏这条主线同步保持高确定的增长速度。”

　　国产替代黄金赛道，碳化硅将成为中国半导体发展新机遇

　　目前中国的功率器件在新能源汽车以及光伏的产业里面的占有率大概只有5%左右，剩余的90~95%基本上都是属于外资所把控，他认为，作为光伏逆变器最核心的芯片——功率器件IGBT，在目前的国际环境下国产替代的需求巨大。

　　虽然中国逆变器企业占据全球主要市场份额，华为、阳光电源处于市场龙头地位，二者合计全球市场占率超35%，但核心的电子器件，目前主要由德国英飞凌、日本三菱、富士等国外企业供应。光伏装机容量的迅速提升将成为驱动逆变器行业成长的重要因素，同时也为功率半导体行业的持续发展提供动力，在未来需求将会倒逼市场，加速国产替代的进程。

　　不管用于转换信号的集成电路，还是用于转换功率、电流电压的半导体，都需要相关的芯片。袁雄生动具体地介绍了功率半导体的应用场景，包括新能源汽车、光伏发电、轨道交通、高铁、工业控制、家电、消费电子、船舶航运、输配电等，一切的智能制造都离不开芯片。

　　新能源汽车及光伏行业关乎国家核心竞争力及能源、环境安全，该领域芯片和模块实现国产替代、自主可控刻不容缓。相对于传统功率半导体，全球SiC尚处于初级阶段，因此中国半导体企业最有可能在新能源汽车和光伏领域的SiC实现弯道超车，在此领域率先实现国产替代。

　　阿基米德，打破半导体行业外资企业的垄断地位，为国产化替代贡献一份力量

　　对于创立阿基米德半导体，袁雄表达了他的初衷，就是希望打造世界一流功率半导体IDM厂商，为碳中和时代提供更加智能、更加安全、更加清洁的能源。他表示“政策引导推动半导体成为战略性产业，我们在智能制造领域里，未来可以通过自主创新研发出属于自己的核心技术，打破现有的外资垄断市场的情况。”

　　此外，袁雄还介绍了阿基米德半导体核心技术团队，由中国科学院院士、武汉大学学术委员会主席徐红星院士，首席科学家、斯坦福大学博士、美国白宫总统奖获得者刘胜院长领衔，团队成员由来自于英特尔、三菱、华为、台基股份等顶尖半导体公司的核心技术骨干和高管组成。