[中报]东微半导(688261):苏州东微半导体股份有限公司2024年半年度报告
原标题:东微半导:苏州东微半导体股份有限公司2024年半年度报告 公司代码:688261 公司简称:东微半导 苏州东微半导体股份有限公司 2024年半年度报告 重要提示 一、 本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证半年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。 二、 重大风险提示 报告期内,受全球经济增长的不确定性以及竞争格局加剧等多重因素的影响,公司产品销售价格和毛利率有所下降。同时,公司积极优化产品组合策略,进行工艺平台迭代升级,继续保持主要产品高压超级结 MOSFET销量的同比上升,但由于产品销售价格的下降,致使公司报告期内营业收入较 2023年同期出现下滑。此外,报告期内,公司进一步保持前瞻性研发投入力度,相应的材料、职工薪酬、研发设备及平台开发等持续投入,亦对公司报告期经营业绩产生影响。未来,如果市场竞争持续加剧、宏观景气度下行、需求持续低迷、新增产能无法消化、国家产业政策变化、公司不能有效拓展国内外新客户、公司无法继续维系与现有客户的合作关系等情形,将使公司面临一定的经营压力,存在业绩下滑的风险。 公司已在本报告中描述可能存在的风险,敬请查阅“第三节管理层讨论与分析”之“五、风险因素”部分,敬请投资者注意投资风险。 三、 公司全体董事出席董事会会议。 四、 本半年度报告未经审计。 五、 公司负责人龚轶、主管会计工作负责人谢长勇及会计机构负责人(会计主管人员)谢长勇声明:保证半年度报告中财务报告的真实、准确、完整。 六、 董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 无 七、 是否存在公司治理特殊安排等重要事项 □适用 √不适用 八、 前瞻性陈述的风险声明 √适用 □不适用 本报告中所涉及的未来计划、发展战略等前瞻性陈述不构成公司对投资者的实质承诺,敬请投资者注意投资风险。 九、 是否存在被控股股东及其他关联方非经营性占用资金情况 否 十、 是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况 否 十一、 是否存在半数以上董事无法保证公司所披露半年度报告的真实性、准确性和完整性 否 十二、 其他 □适用 √不适用 目录 第一节 释义 ......................................................................................................................................... 5 第二节 公司简介和主要财务指标 ..................................................................................................... 8 第三节 管理层讨论与分析 ............................................................................................................... 11 第四节 公司治理 ............................................................................................................................... 50 第五节 环境与社会责任 ................................................................................................................... 51 第六节 重要事项 ............................................................................................................................... 54 第七节 股份变动及股东情况 ........................................................................................................... 84 第八节 优先股相关情况 ................................................................................................................... 92 第九节 债券相关情况 ....................................................................................................................... 92 第十节 财务报告 ............................................................................................................................... 93
第一节 释义 在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:
第二节 公司简介和主要财务指标 一、 公司基本情况
二、 联系人和联系方式
三、 信息披露及备置地点变更情况简介
四、 公司股票/存托凭证简况 (一) 公司股票简况 √适用 □不适用
(二) 公司存托凭证简况 □适用 √不适用 五、 其他有关资料 □适用 √不适用 六、 公司主要会计数据和财务指标 (一) 主要会计数据 单位:元 币种:人民币
(二) 主要财务指标
√适用 □不适用 1、2024 年上半年,归属于上市公司股东的净利润与归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润分别较上年同期减少83.08%、98.20%,主要系报告期内,受全球经济增长的不确定性以及竞争格局加剧等多重因素的影响,公司产品销售价格和毛利率有所下降。同时,公司积极优同比上升,但由于产品销售价格的下降,公司报告期内营业收入较2023年同期出现下滑致使公司盈利能力有所减弱。 公司2024年第二季度,实现营业收入为24,642.59万元,环比第一季度增长42.35%;实现归属于上市公司股东的净利润1,264.74万元,环比第一季度增长194.53%。 2、2024年上半年,经营活动产生的现金流量净额较上年同期减少420.22%,主要系报告期内, 受全球经济增长的不确定性以及竞争格局加剧等多重因素的影响,公司营收规模有所下降,收到客户的销售回款减少所致。 3、2024年上半年,基本每股收益、稀释每股收益、扣除非经常性损益后的基本每股收益分别较上年同期减少83.02%、83.02%、97.96%,主要系报告期内公司营收规模出现下降,盈利能力有所减弱,利润减少所致。 七、 境内外会计准则下会计数据差异 □适用 √不适用 八、 非经常性损益项目和金额 √适用 □不适用 单位:元 币种:人民币
九、 非企业会计准则业绩指标说明 □适用 √不适用 第三节 管理层讨论与分析 一、 报告期内公司所属行业及主营业务情况说明 (一)所处行业情况 1、行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛 (1)所处行业 公司是一家以高性能功率器件研发与销售为主的技术驱动型半导体企业,根据中华人民共和国国家统计局发布的《国民经济行业分类(GB/T 4754-2017)》,公司所处行业为“计算机、通信和其他电子设备制造业”(C39),属于半导体行业中的功率半导体分立器件细分领域。 (2)行业发展阶段 ①全球功率半导体市场分析 在功率半导体发展过程中,20 世纪 50 年代,功率二极管、功率三极管面世并应用于工业和电力系统。20世纪60至70年代,晶闸管等半导体功率器件快速发展。20世纪70年代末,平面型功率MOSFET发展起来。20世纪80年代后期,沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世,半导体功率器件正式进入电子应用时代。20世纪90年代,超级结MOSFET逐步出现,打破了传统硅基产品的性能限制以满足大功率和高频化的应用需求。进入21世纪,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)率半导体发展过程的每个阶段都标志着电力电子技术的重大进步,使得电能的利用更加高效、灵活和可靠,而且功率半导体已广泛应用于电力、交通、通信、工业自动化、新能源等多个领域,因此,功率半导体技术的发展水平直接关系到一个国家能源利用效率和高端装备制造能力。对国内市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化,而功率MOSFET 特别是超级结 MOSFET、IGBT 等高端分立器件产品由于其技术及工艺的复杂度,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间巨大。根据Omida、国信证券研究所数据及预测,全球功率半导体市场规模预计将由2022年的481亿美元增长至2023年的503亿美元,到2027年市场规模将达到596亿美元。应用场景上看,根据WSTS预测,中金公司研究部数据,到2027年分立器件的细分市场规模为402亿美元,其中,WSTS预计集成电路市场有望在2024和2025年看到较强劲的复苏,同比增速分别为+20.8%/+13.7%;光学器件、传感器、分立器件的复苏则比前次预期更慢,2024年营收或同比下滑,但有望在2025-2027年看到持续的温和增长。 ②中国市场分析 目前国内功率半导体产业链正在日趋完善,技术也正在取得突破。同时,中国也是全球最大的功率半导体消费国。根据Omdia数据及预测,中国功率半导体市场规模,预计在2024年将达到206亿美元,占全球市场规模约为38%。 (3)行业的主要特点 ①功率半导体器件专注于技术和工艺改进以及新材料迭代 功率半导体器件属于特色工艺产品,不同于集成电路产品依赖尺寸,在制程方面不追求极致的线宽,不遵守摩尔定律。功率半导体器件的性能演进呈现平缓的趋势,目前制程基本稳定在90 nm-0.35μm之间。功率器件发展的关键点主要包括技术创新、制造工艺升级、封装技术及基础材料的迭代。 ②IDM与Fabless模式并存,技术迭代与产能供给同步发展 目前,半导体企业采用的经营模式可以分为IDM模式和Fabless模式。IDM模式为垂直整合元件制造模式,系早期半导体企业广泛采用的模式,采用该模式的企业可以独立完成芯片设计、晶圆制造、封装和测试等各垂直的生产环节。Fabless 模式指无晶圆厂模式,采用该模式的企业专注于芯片的研发设计与销售,将晶圆制造、封装、测试等生产环节外包给第三方晶圆制造和封装测试企业完成。IDM模式具有技术的内部整合优势,有利于积累工艺经验,形成核心竞争力。随着芯片终端产品和应用的日益繁杂,芯片设计难度快速提升,研发所需的资源和成本持续增加,促使全球半导体产业分工细化,Fabless 模式已成为芯片设计企业的主流经营模式之一。另外由于半导体行业的周期性,IDM公司极容易受制于原有固定产能,陷入被动局面。因此,行业整体呈现IDM模式与Fabless模式共存的局面,同时也是功率半导体企业商业模式未来的发展方向,既能随市场波动及时扩大或减少产能,也可以就近满足区域性市场需求。 ③多细分场景需求日益多元,依赖特色工艺平台的定制化能力 “平台化多样性”是特色工艺企业构筑竞争壁垒、打造竞争优势的核心武器,工艺平台越强大的企业,其在技术经验、服务能力和特殊化开发能力方面越具有深厚的优势。功率半导体行业细分需求多样化,功率半导体企业从主营产品系列具体到料号、规格、电压、电流、面积、导通电阻、封装、技术特点及应用领域,可交叉组合形成数千种产品型号。功率半导体产品由于根据客户定制要求所产生的细分需求多样化,因而企业想要在行业内获得足够的市场竞争力,对于特色化工艺平台的定制化能力要求极高。 (4)主要技术门槛 功率半导体器件的研发、设计需要企业研发团队综合掌握器件结构、晶圆制造工艺、封装测试等多领域的技术。在功率半导体器件中,超级结MOSFET、高性能IGBT、高性能SGT MOSFET、SiC MOSFET及GaN HEMT的技术门槛较高。上述这些功率器件中,器件的性能一方面可以通过改进核心器件结构的设计来提升,另一方面可以通过改进制造工艺或材料来达到目的。作为Fabless设计企业,研发设计人员一方面需持续跟踪掌握国际先进技术理论、先进工艺方法,另一方面还需不断提出创新的器件结构来实现性能上的大幅提升。 功率器件不仅要保持在不同电流、电压、频率等应用环境下稳定工作,还需保持在开关损耗、导通损耗、抗冲击能力、耐压、效率等性能上进行平衡,这些性能均需经过大量的仿真设计和流片验证。此外,下游客户不仅对功率半导体的性能和成本提出了差异化的要求,还对产品在各种应用环境下的耐久可靠性提出较高的要求,因此研发设计人员还需掌握不同应用的电路拓扑及可靠性改进方法。因此,企业研发及工程团队需要拥有丰富的技术工艺经验、持续技术创新能力、芯片产业化等能力,才能持续保持市场竞争优势地位。新进入者若缺乏上述的条件,则难以实现持续的业务增长和保持技术上的领先。 2、公司所处的行业地位分析及其变化情况 基于多年的技术优势积累、产业链深度结合能力以及优秀的客户创新服务能力,公司已成为国内领先的高性能功率半导体厂商之一。 (1)产品品类及技术方面 在超级结MOSFET领域,公司在高压超级结技术领域积累了包括优化电荷平衡技术、优化栅极设计及缓变电容核心原胞结构等行业领先的专利技术,产品的关键技术指标达到了与国际领先厂商可比的水平。 在中低压屏蔽栅MOSFET领域,公司亦积累了包括优化电荷平衡、自对准加工等核心技术,产品的关键技术指标达到了国内领先水平。 在IGBT领域,公司的TGBT产品是基于新型的Trident Gate Bipolar Transistor(简称Tri-gate IGBT)器件结构的重大原始创新,基于此基础器件专利,具备了赶超目前国际最为先进的第七代IGBT芯片的技术实力。 在SiC领域,公司的SiC二极管、SiC MOSFET均已经实现量产。第一代、第二代605V及1200V 2 SiC MOSFET 已通过可靠性测试,逐步推向市场。公司发明的 SiC MOSFET 产品克服了传统 SiC MOSFET成本高、Vth飘移、抗电流浪涌能力弱的缺点,实现了高栅氧可靠性,同时还实现了接近SiC MOSFET的优秀的反向恢复能力,已经在市场批量出货,取代了一部分SiC MOSFET的应用。 (2)产品结构方面 公司的功率器件产品包含了具有高技术含量的高压超级结 MOSFET 产品、极具竞争力的中低压屏蔽栅MOSFET、独创结构且产品的关键技术指标达到了与国际领先厂商可比水平的TGBT产品、2 性能处于国内领先水平的SiC MOSFET产品已经实现量产、公司基于自主知识产权的SiC MOSFET产品在 2024 年持续出货。由于中高端功率器件产品应用广泛且国外厂商仍占据了较大的市场份额,公司在此领域内拥有广阔的进口替代空间及发展空间。 (3)产品应用领域方面 公司产品在汽车、工业、消费等应用领域均衡发展,报告期内车规级、工业级领域营业收入占比逾76%。应用领域包括光伏逆变及储能、新能源汽车车载充电机、新能源汽车直流充电桩、5G基站电源及通信电源、数据中心和算力服务器电源以及工业照明电源等。由于车规级、工业级应用对功率半导体产品的性能和可靠性要求普遍高于消费级应用,其产品平均单价也较消费级应用的产品平均单价更高。同时,为公司的长远发展和占领更大的市场,公司对产品价格也进行了适当的调整。 3、报告期内新技术、新产业、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势 (1)新技术的发展情况及未来发展趋势 1)工艺进步、器件结构改进加速产品迭代 采用新型器件结构的高性能 MOSFET 功率器件可以实现更好的性能,从而导致采用传统技术的功率器件的市场空间被升级替代。造成该等趋势的主要原因是高性能功率器件的生产工艺不断进行技术演进,当采用新技术的高性能MOSFET功率器件生产工艺演进到成熟稳定的阶段时,就会对现有的功率MOSFET进行替代。同时,随着各个应用领域对性能和效率的要求不断提升,也需要采用更高性能的功率器件以实现产品升级。因此,高性能 MOSFET 功率器件会不断扩大其应用范围,实现市场的普及。具体而言,沟槽MOSFET将替代部分平面MOSFET;屏蔽栅MOSFET将进一步替代沟槽MOSFET;超级结MOSFET将在高压领域替代更多传统的VDMOS。 2)第三代半导体材料功率器件的替代趋势 第三代半导体材料主要为碳化硅和氮化镓,具有禁带宽度大、电子迁移率高、热导率高的特点,在高温、高压、高功率和高频的领域有机会取代部分硅材料。首先,由于新能源汽车、光伏逆变及储能、5G等新技术的应用及需求迅速增加,第三代半导体的产业化变得更加迫切。得益于SiC MOSFET在高温下更好的表现,SiC MOSFET在汽车电控中将逐步对硅基IGBT模块进行替代。 3)功率器件集成化趋势 除了功率器件在结构及工艺方面的优化外,终端领域的高功率密度需求也带动了功率器件的模块化和集成化。在中大功率应用场景中,客户更倾向于使用大功率模块。由于大功率模块需要多元件电气互联,同时要考虑高温失效和散热问题,其封装工艺和结构更复杂;在小功率应用场景中,功率器件被封装到嵌入式封装模块中来提高集成度从而减小整体方案的体积。目前,工业 领域、新能源汽车仍是功率模块的主要应用领域。而芯片技术的提升可有效提高模块的集成度和 综合性能,降低成本,是模块技术提升的重要因素。 (2)新产业、新业态、新模式的发展情况及未来发展趋势 随着应用领域的扩展,新能源汽车、直流充电桩、工业及通信电源、光伏逆变及储能等市场 对于高性能功率器件的需求将不断增加,以及对节能减排和能源效率提升的持续追求,在技术进 步和市场需求的双重推动下,功率半导体行业不断涌现新的产品和解决方案,以满足不同应用场 景的需求。 1)新能源汽车 ①新能源汽车市场规模 中国汽车工业协会(以下简称“中汽协”)的统计数据显示,2024年上半年,我国汽车产销 分别完成1389.1万辆和1404.7万辆,同比分别增长4.9%和6.1%。其中,新能源汽车产销分别完 成492.9万辆和494.4万辆,同比分别增长30.1%和32%,市场占有率达到35.2%。另外,根据中 汽协统计的数据,截至2024年6月底,国产新能源汽车累计产销已超过3000万辆。 数据来源:中汽协会行业信息部 ②车规级功率半导体 新能源汽车持续提升充电功率、缩短充电时间,电压平台从400V提升到800V、1000V甚至更高的水平,高电压成为了新能源汽车行业的发展趋势。为实现能量转换及传输,新能源汽车中新增了电机控制系统、DC/DC模块、高压辅助驱动、车载充电系统OBC、电源管理IC等部件,其中的功率半导体含量大大增加。从半导体种类上看,汽车半导体可大致分为功率半导体(IGBT 和MOSFET等)、MCU、传感器及其他等元器件。随着汽车智能化发展,ADAS、安全、信息娱乐等功能需要MOSFET作为电能转换基础器件支撑数字、模拟等芯片完成功能实现。根据国信证券研究院数据:受益于汽车智能化,2020-2026年MOSFET非动力应用市场将从8.3增至11.1亿美元,其中ADAS在安全管理、域控制系统、泊车系统智能化升级的拉动下将从0.3增加至0.9亿美元;受益于汽车电动化,包含轻混动的非燃油车动力总成市场将从1.5增至6亿美元。 在器件层面,高效的IGBT、SiC或GaN器件,通过先进封装技术改善散热条件、降低寄生参数以提高功率模块可靠性,最终实现在高压、高温、高速的工况下的能量转换效率。在系统层面,随着动力域将机械、电能转换及热管理等耦合部件进行融合,通过智能化可将参数优化程度提升,利用大数据可对动力系统的子系统进行远程标定和模拟测试以达到更高的电力转换效率。在整车层面,可通过数字化将电机驱动、热管理、转向和制动等部件联接,实现能效互补。
2)充电桩 中国电动汽车充电基础设施促进联盟(EVCIPA)发布数据显示,2024年上半年,充电基础设施增量为164.7万台,新能源汽车国内销量494.4万辆,充电基础设施与新能源汽车继续快速增长。截至2024年6月底,全国充电基础设施累计数量为1024.3万台,同比增加54.0%,充换电基础设施建设快速推进。充电设施与新能源汽车的增长比例保持在 1:3,表明充电基础设施的建设基本能够适应新能源汽车市场的快速发展。 在公共直流充电桩所需的工作功率和电流要求下,其采用的功率器件以高压MOSFET为主。超级结MOSFET因其更低的导通损耗和开关损耗、高可靠性、高功率密度成为主流的充电桩功率器件应用产品,具体应用于充电桩的功率因数校正(Power Factor Correction,“PFC”)、直流-直流变换器以及辅助电源模块等,超级结MOSFET将充分受益于充电桩的快速建设。 此外,液冷成为解决大功率散热的有效途径,或将成为技术突破主线。相较于传统的风冷充电桩,液冷充电桩的区别主要在于使用了液冷充电模块,并且配备了液冷枪线。液冷充电枪散热性能更好,充电效率更高,且更轻、更方便;而液冷模块相较于传统的风冷模块散热效果更好、更可靠、防护高、安全性高、噪音低、有更低的全生命周期成本,高压快充趋势下未来液冷充电枪及液冷模块的生产及全液冷充电站的建设或迎来高增,从而带动模块用功率器件高压超级结MOSFET、IGBT以及SiC MOSFET的快速增长。 3)人工智能及数据中心建设 随着人工智能、数据挖掘等新技术发展,海量数据产生及对其计算和处理成为数据中心发展关键。随着云计算的不断发展,全球范围内云数据中心、超级数据中心的建设速度亦不断加快。 根据IDC预测,2023年全球AI服务器市场规模为211亿美元,预计2025年达317.9亿美元,2023-2025年CAGR为22.7%。中国AI服务器市场规模将从2021年的53.9亿美元增长到2025年的103.4亿美元,2021-2025年CAGR达17.7%。 数据中心服务器对电源效率的要求更加严苛,因而采用了较多创新的电路拓扑,比如,图腾柱PFC电路。一部分传统的高压Si基功率器件技术因为反向恢复速度较慢而逐渐被SiC或者GaN2 器件所取代,而采用公司发明的SiC MOSFET技术的新型功率器件可以实现SiC MOSFET的反向恢复速度及高电路效率,在价格与性能之间找到了更好的平衡点。随着人工智能的发展和数据中心2 建设如火如荼的展开,公司发明的一系列SiC MOSFET器件、SiC MOSFET器件及超低电阻超级结器件、SGT MOSFET将可以在此类市场中实现销售额的增长。 4)5G基站 根据工业和信息化部发布的2024年上半年通信业经济运行情况数据显示:截止2024年6月30日,我国5G基站总数达391.7万个,比上年末净增54万个,占移动基站总数的33%。5G建设将从四个方面拉动功率半导体需求,包括:1)5G基站功率更高、建设更为密集,带来更大的电源供应需求;2)射频端功率半导体用量提升;3)雾计算为功率半导体带来增量市场;以及4)云计算拉动计算用功率半导体用量。 综上所述,5G通信基站建设将带来巨大的功率半导体需求,主要驱动力来自于基站密集度和功率要求、Massive MIMO射频天线、雾运算和云计算的需求提升。 5)光伏逆变及储能 根据国家能源局发布的 2024 年上半年光伏发电建设情况:2024 年上半年,光伏新增装机102.48GW。其中,集中式光伏新增装机 49.6GW;工商业新增装机 37.03GW;户用光伏新增装机15.85GW。截至2024年6月底,光伏累计并网容量712.93GW,其中集中式光伏电站403.42GW;分布式光伏电站309.51GW,包含131.84GW户用光伏。 光伏系统电压提升是降低平准化度电成本(LCOE)的重要途径,高电压系统线损更低、系统效率更高,光伏系统电压从 600V 提升到 1000V、1500V 高压系统成为大型光伏项目的发展趋势。 光伏、储能行业高电压需要,带动上游高压功率器件占比持续提升。根据Yole数据:高压功率器件的市场占有率将持续提升,600V功率器件市占率从2021年的46%提升到2027年的49%,1200V功率器件市占率从2021年的11%提升到2027年的20%,1700V功率器件市占率从2021年的2%提升到2027年的3%。 2021年,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,到2025年,实现新型储能装机规模达到3,000万千瓦以上的目标。根据Mordor Intelligence数据:2024年储能市场规模预计为511.0亿美元,预计到2029年将达到997.2亿美元,在预测期内(2024-2029年)复合年增长率为14.31%。 数据来源:Mordor Intelligence (二)主要业务、主要产品或服务情况 1、主要业务 公司是一家以高性能功率器件研发与销售为主的技术驱动型半导体企业,产品专注于工业及汽车相关等中大功率应用领域。公司凭借优秀的半导体器件与工艺创新能力,集中优势资源聚焦新型功率器件的开发,是国内少数具备从专利到量产完整经验的高性能功率器件设计公司之一,并在应用于工业级及汽车级领域的高压超级结MOSFET、中低压功率器件等产品领域实现了国产化替代。公司基于自主专利技术开发出的650V、1200V及1350V等电压平台的多种TGBT器件,已批量进入光伏逆变、储能、直流充电桩、电机驱动等应用领域的多个头部客户。公司第一代及第二代1200V SiC MOSFET产品具有低导通电阻、车规级高可靠性等特点,已通过可靠性测试工作并开始获得客户订单。650V/750V/1200V的第三代、第四代SiC MOSFET研发工作进展顺利,其中第二代SiC MOSFET产品已在2024年推出多个产品,性能处于国内领先水平。此外,公司基于自主专2 利技术开发出的SiC MOSFET器件拥有极好的栅氧可靠性,同时具有优秀的反向恢复时间和反向恢复电荷,可以用于新能源汽车车载充电机、光伏逆变及储能、高效率通信电源、高效率服务器电源等领域。 2、主要产品 公司的主要产品包括GreenMOS系列高压超级结MOSFET、SFGMOS系列及FSMOS系列中低压屏2 蔽栅MOSFET、TGBT系列IGBT产品以及SiC器件(含SiC MOSFET)。公司的产品广泛应用于以新能源汽车直流充电桩、车载充电机、5G基站电源及通信电源、数据中心和算力服务器电源、储能和光伏逆变器、UPS电源和工业照明电源为代表的工业级应用领域,以及以PC电源、适配器、TV电源板、手机快速充电器为代表的消费电子应用领域。 公司上述产品的具体介绍如下:
公司上述产品的具体介绍如下: (1)高压超级结MOSFET 公司的高压超级结MOSFET产品主要为GreenMOS产品系列,全部采用超级结的技术原理,具有开关速度快、动态损耗低、可靠性高的特点及优势。 公司GreenMOS高压超级结功率器件的各系列特点以及介绍如下表所示:
公司的中低压MOSFET产品均采用屏蔽栅结构,主要包括SFGMOS产品系列以及FSMOS产品系列。其中,公司的SFGMOS产品系列采用自对准屏蔽栅结构,兼备了传统平面结构和屏蔽栅结构的优点,并具有更高的工艺稳定性、可靠性及更快的开关速度、更小的栅电荷和更高的应用效率等优点。公司SFGMOS系列中低压功率器件产品涵盖25V-250V工作电压,可广泛应用于电机驱动、同步整流等领域。 公司的FSMOS产品系列采用基于硅基工艺与电荷平衡原理的新型屏蔽栅结构,兼备普通VDMOS与分裂栅器件的优点,具有更高的工艺稳定性、可靠性、较低的导通电阻与器件的优值以及更高的应用效率与系统兼容性。 公司中低压MOSFET功率器件各系列的具体介绍如下表所示:
公司的超级硅 MOSFET 产品是公司自主研发、性能对标氮化镓功率器件产品的高性能硅基MOSFET 产品。公司的超级硅 MOSFET 产品通过调整器件结构、优化制造工艺,突破了传统硅基功率器件的速度瓶颈,在电源应用中达到了接近氮化镓功率器件开关速度的水平。特别适用于各种高密度高效率电源,包括光伏逆变及储能、直流充电桩、通信电源、工业照明电源、快速充电器、模块转换器、快充超薄类PC适配器、TV电源板等。 (4)TGBT 公司的IGBT产品采用具有独立知识产权的TGBT器件结构,区别于国际主流 IGBT 技术的创新型器件技术,通过对器件结构的创新实现了关键技术参数的大幅优化,公司已有产品的工作电压范围覆盖600V-1350V,工作电流覆盖15A-200A。公司的TGBT系列IGBT功率器件已逐渐发展出低导通压降、电机驱动、软恢复二极管、逆导、高速和超高速等系列。其中,高速系列的开关频率可达 100kHz;低导通压降系列的导通压降可降低至 1.5V 及以下;超低导通压降系列的导通压降可达1.2V以下;软恢复二极管系列则适用于变频电路及逆变电路;650V及1350V的逆导系列在芯片内部集成了续流二极管,同时实现了低导通压降与快速开关的特点,适合在高压谐振电路中使用。 公司TGBT产品在不提高制造难度的前提下提升了功率密度,优化了内部载流子分布,调整了电场与电荷的分布,同时优化了导通损耗与开关损耗,具有高功率密度、开关损耗低、可靠性高、自保护等特点,特别适用于直流充电桩、变频器、储能逆变器、UPS电源、电机驱动、电焊机、光伏逆变器等领域。 2 (5)SiC器件(含SiC MOSFET) 2 公司的SiC器件包括SiC二极管、SiC MOSFET、SiC MOSFET等器件技术。其中,SiC二极管、2 SiC MOSFET全部使用了SiC衬底,充分利用SiC宽禁带材料的耐高压和耐高温特性。SiC MOSFET2 则部分使用了SiC衬底,减少了SiC材料的用量。SiC MOSFET克服了传统SiC MOSFET成本高和Vth飘移的缺点,实现了高栅氧可靠性,同时还实现了接近SiC MOSFET优秀的反向恢复能力,能够在一部分应用场景中取代SiC MOSFET。 二、 核心技术与研发进展 1. 核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况 (1)报告期内,公司积极推进主营产品技术迭代并加大新产品开发力度。 1)超级结MOSFET方面:完成超级结MOSFET 8英寸扩产12英寸的量产工作,在产品性能可以对齐8英寸的前提下,12英寸晶圆代工厂显示出了优良的工艺控制能力。报告期内,基于12英寸平台的超级结MOSFET第四代、第五代量产推进工作初见成效,部分物料已通过客户认证,获得批量订单。同时,公司积极布局对齐国际一线品牌最新最优性能产品的第六代超级结MOSFET的研发工作。随着晶圆代工厂产能的扩张以及制造设备的性能提升,公司将进一步突破产能瓶颈,以期占领更大的市场份额。 2)中低压屏蔽栅MOSFET方面:优化了25V-150V全规格段产品性能。报告期内,该系列新增多颗产品通过第三方车规考核并进入更多汽车用户。在高频率SGT MOS领域,公司30V、40V、60V产品成功完成了高速器件的研制,使之更适合在服务器以及AI算力电源领域的应用,并持续批量出货。在Dr.MOS(Driver MOS)领域,公司25V高频管产品的性能已经接近国际一线产品,并实现小批量出货。 3)在独创结构 IGBT 系列 TGBT 器件方面:报告期内,公司推出了性能更为优化的 650V-1200V系列产品。同时,公司研发团队完成了从8英寸代工厂到12英寸代工厂的扩展,使得大功率TGBT芯片器件的电性能、可靠性以及芯片成本得到了全面的优化。使用公司研发的950V TGBT芯片所制造的330KW功率模块已经批量用于国内一线厂商的光伏发电方案,在电站安全运行超过半年。 4)SiC 器件方面:报告期内,公司与国内多家一线 SiC 晶圆代工厂的战略合作稳步进行。 同时,公司第一代及第二代 1200V SiC MOSFET 已通过可靠性测试并开始获得客户订单; 650V/750V/1200V的第三代、第四代SiC MOSFET研发工作进展顺利。 (2)截至本报告期末,公司主要核心技术与变化情况如下:
其中,在高压超级结MOSFET领域,第三代、第四代高压超级结MOSFET产品通过其优良的性能表现已经大批量交付市场。第五代超级结MOSFET小批量交付,并在产线端积极准备量产。研发团队已经拟定第六代超级结MOSFET工艺平台的性能指标,设计、工艺、制造方案已经定型,第六代产品将对标国外最优器件产品性能,有望在高端应用领域实现国产替代。 在中低压屏蔽栅MOSFET领域,公司完成了25V-150V系列的技术升级,器件性能得到进一步提升。 在TGBT领域,使用公司研发的950V TGBT芯片所制造的330KW功率模块已经在电站安全运行超过半年,并持续获得一线客户的小批量订单。 在SiC器件领域,公司SiC MOSFET产品的研制工作推进顺利,SiC MOSFET第一代已经推出多个规格物料,第二代,第三代的研发成果已经初见规模。同时,作为 SiC应用的另一个方向,公司着眼于基于SiC器件的功率模块的开发,积极通过优化SiC器件性能以及模块封装代工资源加速SiC业务的渗透,也为未来进入SiC主驱模块领域提前准备。 报告期内,公司持续保持研发投入力度,研发人员数量、专利数量、新品开发数量均保持增长态势。此外,公司的研发管理体系与质量体系进一步健全与完善。报告期内公司数字化管理系统如产品生命周期管理系统、质量管理系统、良率管理系统、运营管理系统等运行通畅,研发效率、产品质量管控以及交付效率等能力持续提升。 (3)公司分产品系列技术先进性情况 报告期内,公司分产品系列具体技术及相关参数情况如下: 1)超级结MOSFET产品设计及其工艺技术 深槽超级结MOSFET设计及其工艺技术。公司深槽超级结MOSFET的设计及工艺技术包括优化电荷平衡技术、优化栅极设计及缓变电容核心原胞结构等技术。电荷平衡技术兼具技术先进性与工艺稳定性,技术方面大幅提高衬底掺杂浓度,有效降低了导通电阻;稳定性方面使产品内部电场更加均衡,性能更加稳定。栅极结构优化以及缓变电容核心原胞结构技术解决了超级结MOSFET由于开关速度快导致的开关震荡的问题。由于导通损耗与导通电阻成正比,超级结MOSFET在导通损耗方面具有很大的优势;同时,开关时间越短,开关过程的能量损耗就越低。超级结MOSFET拥有极低的FOM值,从而拥有极低的开关损耗和驱动能量损耗。 基于上述核心技术,公司的GreenMOS系列高压深槽超级结MOSFET产品具有比肩国际一流公司产品的性能,在优化器件性能的同时提高了产品的良率与可靠性,控制了生产成本,整体具有较高的市场竞争力。 公司的深槽超级结MOSFET设计及其工艺技术处于国内领先、国际先进的水平。本报告期内,公司高压超级结MOSFET产品从8英寸转12英寸制造平台的拓展工作已经全面完成。借助12英寸更加先进的软硬件能力,提供更富竞争力的制造工艺技术,公司的新技术开发得到了有力推进,进一步为公司的交付能力和技术迭代提供了有力保障。 2)超级硅MOSFET产品设计及其工艺技术 公司的超级硅 MOSFET 设计及其工艺技术主要包括独创的器件结构与优化的制造工艺,拥有高速开关以及低动态损耗的特性,在硅基制造工艺上进一步提升了器件的开关速度,在主流快速充电器应用中能获得接近氮化镓(GaN)功率模块的效率和功率密度,与传统的功率器件相比具有明显优势。 公司的超级硅系列 MOSFET 产品具有栅电荷与导通电阻的乘积优值低、工艺成熟度高的特点及优势。由于超级硅系列产品采用的硅基制造工艺更加成熟,一方面相较氮化镓器件可靠性更高,另一方面具有优秀的动态特性,可以进入SiC MOSFET及GaN HEMT的应用领域。报告期内,公司完成了二代超级硅技术的开发,推出性能更加优良的产品系列,持续出货中。 3)中低压屏蔽栅MOSFET产品设计及其工艺技术 公司中低压屏蔽栅 MOSFET 设计及其工艺技术包括自对准的制造技术、电荷平衡原理以及全新的器件结构与生产工艺,实现了电场调制耐压的提高,形成了高功率密度、低开关损耗、高可靠性等特点。 公司的中低压屏蔽栅 MOSFET 设计及其工艺技术处于国内领先水平。公司完成了屏蔽栅 MOSFET产品从8英寸转12英寸制造平台的拓展工作并实现量产,公司多个高密度中低压屏蔽栅 MOSFET技术平台通过车规可靠性考核。公司开展第三代30V、40V、60V电压平台产品开发并得到优良的器件性能。此外,公司顺利扩充25~80V电压平台高频MOSFET系列并实现了工艺设计上的突破,实现短沟道的制造能力,可广泛应用于高算力服务器电源、算力卡的高频供电电源系统。 150V产品优化后的器件已经被应用于新能源汽车、光伏逆变及储能等领域。 4)TGBT产品设计及其工艺技术 公司 TGBT 产品设计及其工艺技术具体包括载流子控制技术、原胞功率调制技术以及独创的器件结构等。载流子控制技术优化了IGBT器件在导通时的内部载流子分布;原胞功率调制技术使器件在大功率开关过程中的功率分布更加均匀,避免了局部电压电流过大而导致的器件失效,使得器件具有更高的工作稳定性;公司独创的器件结构提升了产品的电场调制能力,提高了耐压性以及载流子浓度,因此提升了产品整体的可靠性。 在TGBT产品领域,公司加强对自有知识产权Tri-gate IGBT技术研发力度,迅速实现了高性能IGBT产品的国产化替代。随着公司第二代Tri-gate IGBT量产并推广,产品性能进一步提升,在光伏、储能、电动车主驱、车充、充电桩等领域具备全面国产化替代的能力,并且在新型大功率密度的光伏组串逆变,主驱逆变领域成为主力国产供应厂商。使用公司950V 200A TGBT芯片制造的330KW功率模块,呈现出比国内厂家(客户还未认证)运行温度低,比海外头部公司(客户主物料)更优异的表现,同时在极限350KW条件下依旧显示出平稳的运行效率,得到了国内客户的认可并持续获得小批量验证订单。公司TGBT产品的导通压降与开关速度同时得到优化,在关键技术参数上有着大幅的提高,在应用过程中拥有发热低、效率高的优势,可使整体应用系统的功耗更低,并拥有高功率密度、低开关损耗、高可靠性以及自保护等优势。 本报告期内,公司基于原创的新型TGBT技术,完善了650V 15A~300A,950V 200A以及1200V 40A~150A,200A 等全系列产品。同时,随着公司二代 TGBT 技术的量产,芯片的电流密度得到进一步提高。目前,公司三代TGBT已经研发成功,产品料号逐步扩展中。公司也积极推进基于IGBT芯片的各类功率模块研发,基于优良的TGBT芯片性能,该项研发工作将大幅提升同型模块下的功率密度。 5)Hybrid-FET器件及其工艺技术 Hybrid-FET器件及其工艺技术包括全新的器件架构以及电流动态调整技术。这种特殊的器件结构结合了导通电流密度高与开关速度快的特点,可实现高速关断和大电流的处理能力;采用电流动态调整技术则使器件在不同的应用工作状态下拥有不同的电学表现,具有更加宽广的安全工作区域,可提高产品的整体稳定性。 公司的Hybrid-FET 器件兼具 IGBT与 MOSFET器件的优势,综合提供更加符合应用场景的解决方案,器件及其工艺技术处于国内领先水平,目前该技术已申请专利并开始产业化。Hybrid-FET器件基于TGBT技术,因此是TGBT的一个子类。本报告期内,Hybrid-FET器件持续稳定批量出货,产品规格型号进一步增加,其性能优势已经被客户所认可。以90A的Hybrid-FET产品为例,该产品已经批量应用于客户系统中,处于稳定出货状态,其在客户端的最高工作频率可达80kHz以上,采用该产品的系统,效率比采用传统器件的系统有大幅提升。 6)SiC二极管以及SiC MOSFET产品设计极其工艺技术 公司非常重视并长期跟进SiC技术的发展。通过逐步积累知识产权和头部工厂保持联动,积极推进SiC器件产品的研发及量产工作。公司研发团队在功率器件领域多年根植,积累了丰富的器件设计和工艺设计经验。第一代、第二代1200V SiC MOSFET通过可靠性测试,并已获得客户订单; 650V/750V/1200V电压平台的第三代,第四代SiC MOSFET均在开发中,研发进展顺利。 2 7)SiC MOSFET器件及其工艺技术 2 SiC MOSFET 器件具有独创的器件架构与优化的制造工艺,拥有极好的栅氧可靠性与高栅源耐压,同时具有极低的反向恢复时间和反向恢复电荷,易于应用,适用于图腾柱无桥PFC、H桥逆变等拓扑结构,可以在新能源汽车车载充电机、储能逆变器、高效率通信电源、高效率服务器电2 源等多种应用场景替换采用传统技术路线的SiC MOSFET,性价比极高。截至报告期末,SiC MOSFET已经通过多个客户测试验证并实现小批量供货。 2 以650V 60mohm SiC MOSFET器件为例,这款芯片的反向恢复时间远远小于超级结器件,与2 SiC MOSFET接近。由于其极短的反向恢复时间,SiC MOSFET器件在服务器及车载充电机中可以实现对SiC MOSFET的替换,同时大幅降低器件成本。 随着以大模型以及自动驾驶为代表的人工智能技术的兴起,国际上对服务器及数据中心的需求大增。而数据中心服务器对电源效率的要求更加严苛,因而采用了第三代半导体组成的图腾柱2 PFC电路拓扑。公司发明的基于SiC MOSFET技术的新型功率器件适合在图腾柱PFC中应用并实现GaN或SiC MOSFET的高效率,以期实现在此类市场中实现销售额的高速增长。报告期内,公司2 SiC MOSFET平台完成了全国产供应链评价,提供更加稳固的供应链保障。 国家科学技术奖项获奖情况 □适用 √不适用 国家级专精特新“小巨人”企业、制造业“单项冠军”认定情况 √适用 □不适用
公司持续保持新产品与新技术研发投入力度,持续优化 8 英寸与 12 英寸先进工艺制程产品布局,取得较好成效。报告期内,公司取得的主要研发成果如下: 12英寸第三代高压超级结MOSFET实现了大规模出货;第四代高压超级结MOSFET实现批量出货;第五代超级结MOSFET实现小批量出货。基于第四、五代超级结技术,单晶圆产出芯片颗数进一步提高,性能得到大幅提升。第六代超级结技术工艺平台的性能目标和设计、工艺制造方案拟定,工艺可行性开发完成。 公司基于 12英寸先进工艺制程的高压超级结 MOSFET技术大规模量产,其中 800V 产品系列稳定量产,产品料号扩充中,性能较8英寸得到大幅提升。900V以及1000V产品系列试产成功,1200V产品系列研发推进中。 公司积极扩充第三代低压高密度屏蔽栅MOSFET工艺平台的产品规格,基于良好的器件性能,来自于算力以及服务器市场的订单正在增加,同时 xPU 电源专用中低压屏蔽栅 MOSFET 产品技术通过多个客户评测,实现小批量供货。报告期内多产品实现量产和车规验证,基于新技术的产品规格型号逐步丰富,性能逐步提升。(未完) ![]() |