在半導體產業的風云變幻中,一場關于第三代半導體材料碳化硅的產業格局重構正在上演。曾經占據全球市場主導地位的美國企業Wolfspeed宣告破產重組,而中國公司天岳先進則憑借技術突破與市場開拓,在國際舞臺上斬獲重量級獎項,成為行業矚目的焦點。
碳化硅材料因其擊穿電場高、熱導率高、抗輻射能力強等特性,被視為半導體領域的“戰略材料”。采用碳化硅制備的半導體器件,不僅能提升設備運行效率,還能顯著降低能耗。在新能源汽車領域,應用碳化硅的逆變器可使特斯拉Model 3的零百加速縮短兩秒,整體能耗降低超過1.2kWh/百公里。然而,長期以來,碳化硅的制備技術被美日歐企業壟斷,品質不穩定、價格高昂、量產困難三大難題,制約著其規模化應用。
這場產業變革的背后,是一位中國材料工程師的執著堅守。1987年,23歲的宗艷民從山東輕工業學院硅酸鹽系畢業后,被分配到濟南燈泡廠擔任技術工程師。2002年,燈泡廠因經營不善倒閉,38歲的他下崗創業,從代理挖掘機起步,逐步建立起覆蓋工程設備銷售、翻新改造的完整業務鏈。技術出身的他,在銷售工程機械的同時,始終保持著對材料科學的探索熱情,甚至在公司大院里搭建了2000平米的實驗室。
2010年,一個關鍵契機改變了宗艷民的創業軌跡。他得知山東大學蔣民華院士團隊成功培育出碳化硅單晶,但產業化進程陷入停滯。作為中國最早研究碳化硅的三個科研團隊之一,蔣院士團隊歷經十年攻關,突破了晶體生長技術,卻因缺乏產業資源難以落地。當時,國內僅有中科院物理所、中國電科46所等少數機構開展相關研究,產業基礎幾乎為零。
碳化硅襯底的制備堪稱“原子級工程”。在2300℃以上的高溫密閉環境中,碳和硅能形成220種晶型,其中僅有一種適用于半導體襯底。研發團隊通過數萬次實驗,不斷調整坩堝結構和保溫材料配置,才穩定控制住晶體生長的溫差。2015年和2017年,天岳先進先后實現4英寸、6英寸碳化硅襯底的量產,但市場開拓依然艱難。
轉機出現在2018年。特斯拉宣布在Model 3主驅逆變器中采用碳化硅MOSFET,引發全球關注;同年,中美科技競爭加劇,海外碳化硅產品斷供風險上升。天岳先進憑借已量產的6英寸產品,獲得無線電探測和通信領域龍頭企業的訂單,營收實現翻倍增長。2019年,華為哈勃投資1.1億元入股,進一步推動了公司的技術升級和市場拓展。
2022年,天岳先進登陸上海科創板,成為“中國碳化硅第一股”。2024年,公司導電型襯底市占率達22.8%,位居全球前三,客戶涵蓋英飛凌、博世、安森美等國際巨頭。今年6月,在日本《電子器件產業新聞》主辦的半導體年度獎評選中,天岳先進從三井化學、三菱材料等日本頂尖企業中脫穎而出,斬獲“半導體電子材料”類金獎,這是該獎項31年來首次授予中國企業。
與天岳先進崛起形成鮮明對比的是,Wolfspeed的破產折射出行業格局的深刻變化。作為全球首個實現8英寸碳化硅襯底量產的企業,Wolfspeed投入數十億美元擴建工廠,卻因歐美新能源汽車市場增速放緩、8英寸產品良率不足(僅40%),導致產能利用率低至19%,單片晶圓成本高達1.7萬美元。而天岳先進通過優化6英寸產品性價比,將單片成本控制在500美元以下,成功截胡市場份額。
在6英寸產品穩固市場的同時,天岳先進已布局8英寸和12英寸產品的研發。2024年11月,公司在慕尼黑半導體展覽會上全球首發了12英寸碳化硅襯底,標志著中國企業在該領域的技術領先地位。宗艷民表示:“下一步,我們將與器件端、外延端企業形成‘聯合艦隊’,重塑產業鏈主導權。”
從燈泡廠工程師到半導體材料領軍者,宗艷民的創業歷程折射出中國企業在關鍵材料領域的突破路徑。通過持續的技術投入、開放的市場合作,以及抓住國際形勢變化帶來的機遇,天岳先進不僅實現了自身發展,更推動了中國碳化硅產業從跟跑到并跑的跨越。











