36氪獲悉，碳化硅(SiC)功率半導(dǎo)體模塊及應(yīng)用解決方案提供商忱芯科技(UniSiC)宣布完成數(shù)千萬(wàn)元人民幣天使輪融資，本輪融資由原子創(chuàng)投獨(dú)家投資，浦軟孵化器擔(dān)任獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問(wèn)。本輪融資資金將主要用于產(chǎn)品研發(fā)、量產(chǎn)等方面。
忱芯科技主要為終端客戶提供包括碳化硅功率半導(dǎo)體模塊、驅(qū)動(dòng)電路和碳化硅電力電子系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)在內(nèi)完整的“模塊+”定制化應(yīng)用解決方案。
硅作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，其性能的挖掘已經(jīng)逼近極限，因此性能更好的第三代半導(dǎo)體材料（寬禁帶半導(dǎo)體材料）開(kāi)始受到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的青睞。
作為第三代半導(dǎo)體材料的一種，碳化硅具有耐高壓、耐高溫、能量損耗低而耐高頻運(yùn)行的特點(diǎn)，例如相同規(guī)格的逆變器，使用碳化硅基MOSFET模塊的和使用硅基IGBT模塊的相比，其能量損耗小于后者的1/4，其體積也小于后者的1/2，可以大幅降低終端用戶成本支出。
因此，碳化硅功率半導(dǎo)體模塊將廣泛應(yīng)用于新能源汽車、新能源發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域。
依靠封裝技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推出多款全碳化硅MOSFET模塊
作為國(guó)內(nèi)碳化硅領(lǐng)域的先行者之一，忱芯科技已經(jīng)研發(fā)出多款全碳化硅MOSFET模塊，SiC MOSFET模塊可以作為電力系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)，更好地發(fā)揮SiC低損耗的特點(diǎn)，相較于SBD模塊其應(yīng)用范圍更廣且技術(shù)壁壘更高。忱芯科技未來(lái)還將推出碳化硅基MOSFET與硅基IGBT的混合模塊產(chǎn)品，提供給價(jià)格敏感性偏高的客戶。
目前公司推出的基于HPD封裝的900V/820A@25℃三相SiC功率半導(dǎo)體模塊已實(shí)現(xiàn)小批量交付。
該產(chǎn)品具有低雜感(<8nH)的特點(diǎn)，減少了芯片開(kāi)關(guān)損耗，降低芯片電壓應(yīng)力，提升系統(tǒng)工作電壓能力；同時(shí)通過(guò)內(nèi)置柵極電路，提升多芯片并聯(lián)均流能力；此外，通過(guò)集成吸收電路，降低芯片電壓應(yīng)力和損耗。因此，該產(chǎn)品可應(yīng)用于高功率密度、高效率電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
碳化硅功率半導(dǎo)體模塊的研發(fā)制造關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)在于其封裝技術(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)有面向硅基功率半導(dǎo)體模塊開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)封裝技術(shù)在應(yīng)用于碳化硅器件時(shí)，在多芯片并聯(lián)均流、散熱、電磁干擾、可靠性等多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)都面臨著挑戰(zhàn)。
忱芯科技在封裝環(huán)節(jié)選擇高可靠性的互連材料、熱界面材料、焊料等多種封裝材料，采用一致性程度高的封裝工藝和其自主研發(fā)的低雜散電感封裝技術(shù)，并且在封裝設(shè)計(jì)時(shí)注重材料性能的適配性。由此，忱芯科技從封裝材料、封裝工藝、封裝設(shè)計(jì)三個(gè)方面形成了自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)不同行業(yè)終端用戶的定制化需求，忱芯科技會(huì)對(duì)功率模塊進(jìn)行定制化的封裝設(shè)計(jì)，提供高性能的產(chǎn)品。
例如對(duì)新能源汽車小型化、高效化的需求，一般傳統(tǒng)的封裝技術(shù)無(wú)法充分發(fā)揮碳化硅高溫、高頻的特點(diǎn)，并且體積過(guò)大。忱芯科技采用自主研發(fā)的雙面塑封技術(shù)，為客戶提供小體積、低雜感的功率模塊。
未來(lái)忱芯科技還將打造封裝工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)，以更快速度和更低的交付成本響應(yīng)客戶的定制化需求。
SiC功率模塊驅(qū)動(dòng)電路+系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)，形成“模塊+”解決方案
為了一站式解決客戶碳化硅功率模塊的系統(tǒng)應(yīng)用問(wèn)題，忱芯科技還開(kāi)發(fā)出基于最新一代NXP GD3100 驅(qū)動(dòng)芯片的SiC 功率模塊驅(qū)動(dòng)電路。
該驅(qū)動(dòng)電路配備隔離SPI 智能數(shù)字接口，驅(qū)動(dòng)參數(shù)可靈活配置，易于實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控；芯片快速退飽和檢測(cè)保護(hù)時(shí)間小于 2us，門極最大輸出峰值電流高達(dá)15A，實(shí)現(xiàn)可編程米勒鉗位、集成軟關(guān)斷和有源鉗位功能；支持原邊、副邊供電欠壓保護(hù)，開(kāi)關(guān)頻率超100kHz，共模瞬態(tài)抗擾度(CMTI)高達(dá)100kV/us。
該智能化驅(qū)動(dòng)電路可以為模塊提供快速響應(yīng)的短路保護(hù)，對(duì)模塊進(jìn)行全生命周期設(shè)備健康管理，保障SiC MOSFET模塊充分發(fā)揮性能。
忱芯科技模塊及驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品
除了模塊及驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，忱芯科技還組建了電力電子系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)團(tuán)隊(duì)，以滿足客戶應(yīng)用需求，形成完整的“模塊+”應(yīng)用解決方案。
貼近下游主要應(yīng)用領(lǐng)域需求，抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇
市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2020年碳化硅功率模塊市場(chǎng)規(guī)模約為5.55億美元，其中新能源汽車領(lǐng)域是 SiC 功率器件市場(chǎng)增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿?，CASA預(yù)計(jì)在未來(lái)五年新能源汽車領(lǐng)域的 SiC 模塊市場(chǎng)規(guī)模將保持超過(guò) 30%的年均增長(zhǎng)。
因此在應(yīng)用領(lǐng)域方面，忱芯科技一方面會(huì)致力于高技術(shù)壁壘的航空航天、醫(yī)療設(shè)備、石油化工等領(lǐng)域，另一方面會(huì)主要聚焦于市場(chǎng)規(guī)模更大的新能源汽車、UPS儲(chǔ)能和新能源發(fā)電等領(lǐng)域。
忱芯科技表示現(xiàn)在正處在一個(gè)碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì)窗口，目前國(guó)外半導(dǎo)體巨頭英飛凌、Cree、Rohm集中于芯片環(huán)節(jié)，其碳化硅功率模塊產(chǎn)品性能尚未形成代際優(yōu)勢(shì)，在模塊市場(chǎng)初創(chuàng)企業(yè)幾乎與巨頭處于同一起跑線；另一方面，下游新能源汽車、風(fēng)電、光伏等領(lǐng)域的企業(yè)已經(jīng)紛紛開(kāi)始小批量使用驗(yàn)證，隨著碳化硅上游成本價(jià)格的下降，未來(lái)2-3年可能會(huì)迎來(lái)一個(gè)需求爆發(fā)期。
碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈分為上游的襯底、外延生產(chǎn)，中游的芯片設(shè)計(jì)制造、功率模塊的封裝測(cè)試，和下游應(yīng)用領(lǐng)域。之所以從碳化硅半導(dǎo)體功率模塊這一環(huán)節(jié)切入，忱芯科技表示這樣可以貼近終端客戶的定制化需求，并且相較于上游企業(yè)的資本投入較少、發(fā)展速度會(huì)更快，有利于企業(yè)把握住產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。
團(tuán)隊(duì)方面，忱芯科技CEO 毛賽君博士，畢業(yè)于荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，曾任GE 全球研發(fā)中心寬禁帶功率半導(dǎo)體器件封裝及應(yīng)用的技術(shù)帶頭人，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)多項(xiàng)世界首臺(tái)/套基于碳化硅電力電子裝置的產(chǎn)品，并將碳化硅功率半導(dǎo)體模塊應(yīng)用于航空航天、新能源發(fā)電、高端醫(yī)療、石油開(kāi)采、新能源汽車、數(shù)據(jù)中心等重要領(lǐng)域。
CTO 雷光寅博士曾在美國(guó)著名電力電子研究中心（CPES）和福特汽車研究中心（美國(guó)）長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和工作，曾參與高新納米材料的開(kāi)發(fā)、高功率密度半導(dǎo)體功率模塊設(shè)計(jì)、以及高性能新能源汽車電機(jī)控制器的研發(fā)項(xiàng)目。
投資人觀點(diǎn)：
原子創(chuàng)投合伙人馮一名表示，碳化硅目前下游需求主要集中于新能源發(fā)電以及高端醫(yī)療影像設(shè)備領(lǐng)域，而新能源汽車領(lǐng)域約在2-3年后或?qū)⒂瓉?lái)需求的快速增長(zhǎng)，原子創(chuàng)投希望在碳化硅產(chǎn)業(yè)爆發(fā)來(lái)臨前夕在該領(lǐng)域進(jìn)行布局。
從碳化硅整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，滿足下游終端客戶需求一方面是靠?jī)?yōu)異的碳化硅芯片性能，但模塊封裝設(shè)計(jì)及系統(tǒng)應(yīng)用也尤為重要。忱芯科技基于自身團(tuán)隊(duì)在碳化硅模塊應(yīng)用方面和封裝材料、技術(shù)方面積累的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品已在部分下游領(lǐng)域的頭部客戶進(jìn)行小批量交付，在碳化硅模塊及系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
