网络货运发展中存在的四大难题，给物流企业释放了什么“信号”？
在新发展格局下，智慧物流建设蹄疾步稳，让更多物流企业坚定网络货运的选择是正确的。新业态、新模式在数字赋能相助下“百花齐放”，促进货运物流更高效，不仅实现业内通，也将实现企业通、异业通。
物流行业的飞速发展为国民经济作出了重要贡献，随着不断的沉淀和“前进”，网络货运企业的规模和质量都得到整体提升，但仍存在以下四大难题，影响物流企业的壮大甚至长远发展，物流企业必须认清以下这些方面，方可走出自己的特色道路，为自身发展奠定基础。
01
网络货运发展中存在的四大难题
第一，同质化严重，缺乏市场定位
数字经济借助数字技术蓬勃发展，物流企业活力满满“奔向”数字化浪潮，重塑货运与物流产业生态圈，呈现出泛连接、数字化和智能化。但是在我国如此之多物流企业的大基数下，可以想象竞争有多激烈，网络货运平台服务趋于同质化，内卷会越来越厉害，价格战、广告战等都是不可避免的，这样也会造成行业的乱象，导致行业发展缓慢！
第二，盈利方式单一，盈利能力薄弱
网络货运平台企业的营业收入主要依靠运费收入，收入构成过于简单，且大部分网络货运经营者仍处于初级阶段，还没有大规模的稳定盈利，盈利是一个企业生存以及发展的关键，如何实现多元化盈利能力，是网络货运平台管理者需要深思的问题。
第三，数据应用能力弱，数据价值有待挖掘
经调查发现，目前市场上大部分网络货运平台功能相对单薄，仅有少数物流企业实现了依托大数据进行决策辅助并产生经济效益，绝大多数企业仅通过数据大屏展示平台实时交易情况，并未产生实际价值。
第四，多方原因作用，难以做到整体合规
物流业务的数字化、标准化、规范化是网络货运平台最基本的特征，但很多企业的思维还停留在过去阶段，单纯地把网络货运平台当做信息中介，通过税务洼地来实现盈利，五流不合一、数据造假等乱象频繁发生，企业不舍过多投入以至于并不具备线上化场景运营的实力，造成难以做到整体合规。
02
面对如此多的难题，物流企业如何走适合自己的“道路”？
第一，找准定位，建立适合自身的平台
在数字化时代，网络货运平台拥有自身的定位至关重要，否则前途发展一片迷茫，找不到方向才是最可怕的，浪费资金与人力成本，停滞不前。物流企业要真正结合自身的业务情况，在遵循网络货运发展的大规则下找准定位，建立适合自身网络货运平台，这样一来，既避免了走歪路，也与竞争对手区隔开来，有企业自身的亮点做支撑，开拓市场空间，专注在细分领域深度耕耘，推动企业未来的发展。
第二，通过多元化服务，增强物流企业竞争力
物流企业应该发挥平台整合资源的优势，上游拓展“一手货主”，通过多元化服务增加客户粘性，下游直接整合社会运力资源，切实缩短产业链条，提升利润空间，增强企业竞争力。网络货运经营企业应该积极提供或者创新增值服务以期构建多元化的盈利能力，例如，向客户群体提供 ETC、油卡、车辆维修、车辆采购、供应链业务、保险理赔、网上商城等增值服务。
第三，与数智技术深度融合，实现业务拓展
物流行业本身涉及运输、装卸、包装、流通加工等一系列复杂环节，对数据的要求和智慧化操作尤其重要，对此，物流企业应该积极引进数据应用技术人才，与数智技术深度融合，建设适合自身的智慧物流管理系统，实现平台业务的拓展和模式创新。
但是很多物流企业缺乏系统规划，很难更好去拥抱数字化变革，这时候选择跟专业数字物流服务商合作的话，那就会“轻松”得多。
第四，遵守国家制定的相关政策，使得业务更加规范化
网络货运得以壮大，合规规范发展是前提。强监管、强考核、强数据是国家对于整个物流行业来说有序、高质量、高效发展的基本要求。网络货运作为推动物流行业数字化转型的新业态，物流企业经营要扩大规模的同时，要抓紧业务交易的真实、唯一以及全程数据的真实可靠，充分发挥网络货运的优势，减少中间环节，确保业务的真实性以及规范化。
网络货运平台，一方面在于规范网络货运业态，一方面则代表着政府管理方式的转变，通过监管平台来管理整个物流行业。同时，随着网络货运平台的开展，也将在货运物流行业构建一个全新的业态，这网络平台货运经营者的企业来说，无疑是为行业提供更加精准的网络货运解决方案，从而推动货运行业的高质量发展的好机遇。
蜘点紧跟时代发展机遇，搭建了网络货运平台，有助于物流企业大幅度降低运输成本，使得企业管理车辆订单更加的方便，不仅提升了物流行业的服务质量，还使运营管理更加灵活高效。
网络货运平台的不断壮大，对于物流行业的规范化、合理化、安全化都是有了一定的提升的，这样物流企业管理起来更加的方便、快捷、智能化。蜘点认为，未来物流行业想要实现数字化转型，从观念到业务，再到技术的运用，都会是非常重要的环节。通过与网络货运企业深度合作，来快一步实现转型变革，会是非常重要的方式和机遇。
在新发展格局下，智慧物流建设蹄疾步稳，让更多物流企业坚定网络货运的选择是正确的。新业态、新模式在数字赋能相助下“百花齐放”，促进货运物流更高效，不仅实现业内通，也将实现企业通、异业通。
物流行业的飞速发展为国民经济作出了重要贡献，随着不断的沉淀和“前进”，网络货运企业的规模和质量都得到整体提升，但仍存在以下四大难题，影响物流企业的壮大甚至长远发展，物流企业必须认清以下这些方面，方可走出自己的特色道路，为自身发展奠定基础。
01
网络货运发展中存在的四大难题
第一，同质化严重，缺乏市场定位
数字经济借助数字技术蓬勃发展，物流企业活力满满“奔向”数字化浪潮，重塑货运与物流产业生态圈，呈现出泛连接、数字化和智能化。但是在我国如此之多物流企业的大基数下，可以想象竞争有多激烈，网络货运平台服务趋于同质化，内卷会越来越厉害，价格战、广告战等都是不可避免的，这样也会造成行业的乱象，导致行业发展缓慢！
第二，盈利方式单一，盈利能力薄弱
网络货运平台企业的营业收入主要依靠运费收入，收入构成过于简单，且大部分网络货运经营者仍处于初级阶段，还没有大规模的稳定盈利，盈利是一个企业生存以及发展的关键，如何实现多元化盈利能力，是网络货运平台管理者需要深思的问题。
第三，数据应用能力弱，数据价值有待挖掘
经调查发现，目前市场上大部分网络货运平台功能相对单薄，仅有少数物流企业实现了依托大数据进行决策辅助并产生经济效益，绝大多数企业仅通过数据大屏展示平台实时交易情况，并未产生实际价值。
第四，多方原因作用，难以做到整体合规
物流业务的数字化、标准化、规范化是网络货运平台最基本的特征，但很多企业的思维还停留在过去阶段，单纯地把网络货运平台当做信息中介，通过税务洼地来实现盈利，五流不合一、数据造假等乱象频繁发生，企业不舍过多投入以至于并不具备线上化场景运营的实力，造成难以做到整体合规。
02
面对如此多的难题，物流企业如何走适合自己的“道路”？
第一，找准定位，建立适合自身的平台
在数字化时代，网络货运平台拥有自身的定位至关重要，否则前途发展一片迷茫，找不到方向才是最可怕的，浪费资金与人力成本，停滞不前。物流企业要真正结合自身的业务情况，在遵循网络货运发展的大规则下找准定位，建立适合自身网络货运平台，这样一来，既避免了走歪路，也与竞争对手区隔开来，有企业自身的亮点做支撑，开拓市场空间，专注在细分领域深度耕耘，推动企业未来的发展。
第二，通过多元化服务，增强物流企业竞争力
物流企业应该发挥平台整合资源的优势，上游拓展“一手货主”，通过多元化服务增加客户粘性，下游直接整合社会运力资源，切实缩短产业链条，提升利润空间，增强企业竞争力。网络货运经营企业应该积极提供或者创新增值服务以期构建多元化的盈利能力，例如，向客户群体提供 ETC、油卡、车辆维修、车辆采购、供应链业务、保险理赔、网上商城等增值服务。
第三，与数智技术深度融合，实现业务拓展
物流行业本身涉及运输、装卸、包装、流通加工等一系列复杂环节，对数据的要求和智慧化操作尤其重要，对此，物流企业应该积极引进数据应用技术人才，与数智技术深度融合，建设适合自身的智慧物流管理系统，实现平台业务的拓展和模式创新。
但是很多物流企业缺乏系统规划，很难更好去拥抱数字化变革，这时候选择跟专业数字物流服务商合作的话，那就会“轻松”得多。
第四，遵守国家制定的相关政策，使得业务更加规范化
网络货运得以壮大，合规规范发展是前提。强监管、强考核、强数据是国家对于整个物流行业来说有序、高质量、高效发展的基本要求。网络货运作为推动物流行业数字化转型的新业态，物流企业经营要扩大规模的同时，要抓紧业务交易的真实、唯一以及全程数据的真实可靠，充分发挥网络货运的优势，减少中间环节，确保业务的真实性以及规范化。
网络货运平台，一方面在于规范网络货运业态，一方面则代表着政府管理方式的转变，通过监管平台来管理整个物流行业。同时，随着网络货运平台的开展，也将在货运物流行业构建一个全新的业态，这网络平台货运经营者的企业来说，无疑是为行业提供更加精准的网络货运解决方案，从而推动货运行业的高质量发展的好机遇。
蜘点紧跟时代发展机遇，搭建了网络货运平台，有助于物流企业大幅度降低运输成本，使得企业管理车辆订单更加的方便，不仅提升了物流行业的服务质量，还使运营管理更加灵活高效。
网络货运平台的不断壮大，对于物流行业的规范化、合理化、安全化都是有了一定的提升的，这样物流企业管理起来更加的方便、快捷、智能化。蜘点认为，未来物流行业想要实现数字化转型，从观念到业务，再到技术的运用，都会是非常重要的环节。通过与网络货运企业深度合作，来快一步实现转型变革，会是非常重要的方式和机遇。
【又一国产芯逆袭之门！特斯拉带飞，国内多位大佬谈碳化硅 如何跑得更快更远 - 原创 ZeR0 芯东西 2022-7-04 发表于北京】
碳化硅SiC的春天，终于来了！
“双碳”战略开启了新能源转换黄金时代，也开启了功率半导体发展的黄金时代。这一趋势下，拥有优越性能的碳化硅，正成为功率器件的宠儿。用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，能极大提高能量转化效率，大概会降低75%以上的能量损耗。其经济效益毋庸置疑是巨大的。
这个被特斯拉带飞的第三代半导体材料，正迎来爆发式增长。国家政策也在大力扶持：“十四五”规划和二〇三五远景目标纲要，明确指出“支持碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”。
随着新能源汽车、人工智能、光伏风能发电、大数据、5G通信等一系列新应用领域的出现，以碳化硅为代表的第三代半导体正呈现蓬勃之势。
相比硅和砷化镓等半导体材料，在碳化硅等第三代半导体领域，我国与国际巨头之间的整体技术差距相对更小，更有希望实现换道超车，降低国际供应链的风险。
但与此同时，国内碳化硅产业链发展仍面临重重挑战，任重道远。当下国内碳化硅半导体的单晶材料、衬底、器件研发面临哪些核心痛点？接下来产业链发展还需怎样的助力？
在6月26日举行的“2022中国·南沙国际集成电路产业论坛”宽禁带半导体论坛上，山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授，广东芯粤能CTO相奇，中电化合物董事潘尧波，上海瞻芯电子CTO陈俭等专家发表主题演讲，分享了来自产业一线的观察和思考。
1. 碳化硅爆发式增长新能源汽车成主战场
碳化硅材料有半绝缘型和导电型两种衬底。半绝缘型主要应用于以5G通信、国防军工、航空航天为代表的射频领域；导电型主要用于制造功率器件，用在以新能源汽车、“新基建”为代表的电力电子领域，这也是当前碳化硅的主赛道。
第一个吃螃蟹的是马斯克的特斯拉。特斯拉Model 3率先将意法（ST）的碳化硅MOSFET功率模块应用到负责控制电动机的主逆变器中，证明了碳化硅技术足够成熟，并具有显著优势。
上海瞻芯电子CTO陈俭将“特斯拉的Model 3”类比“2007年的iPhone 4”，这是他决心离开做了21年的硅、转向碳化硅行业的原因。他回忆道，2014~2015年的碳化硅模块，据称已经将功率提高10%、体积缩小57%、重量降低40%，而现在比当时做得还要好。
新能源汽车的爆发，引发了一波碳化硅的“上车潮”。
特斯拉、保时捷、比亚迪汉、现代等纷纷在上碳化硅，碳化硅逐渐成为了高端汽车的标配；国内小鹏、蔚来、理想等造车新势力，都已推出或宣布推出碳化硅模块；宇通客车、上汽、北汽也在做这方面的筹备工作，而且商用车领域更容易导入一些新技术。
据法国知名行业咨询机构Yole预测，2022年车用碳化硅器件占比达68.8%，到2025年碳化硅功率器件的市场规模有望增至25.62亿美元，复合年增长率约30%。碳化硅之所以适合做功率器件，根由在于其材料性能。
碳化硅的禁带宽度是硅的3倍，热导率是硅的3倍，电子饱和速率是硅的2倍，最重要的是临界击穿电场是硅的8-10倍。因此，碳化硅器件有耐高温、低导通电阻、开关速度快、耐高压等特点，使得碳化硅系统更小、更轻、能效更高、驱动力更强。
广东芯粤能CTO相奇分享了一组预测数据，到2030年，中国大陆年度用电总量将超过10.5万亿度，如果用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，那么每年可以节约上万亿度的电，这一数目，相当于10个三峡大坝的年发电总量。
到2030年，新能源车的销售量将增长9倍，光伏的装机量将增长5倍，碳化硅将大有用武之地。再加上缺货浪潮的助推，如今进口材料供货紧俏、一再延期，倘若国内碳化硅材料供应商发力赶上，这将为国产材料的导入打开一个突破口。
2. 8英寸时代到来但量产还要等三四年
碳化硅产业链覆盖从最上游的碳化硅粉，到晶锭、衬底、外延，再到晶圆，以及封装后的单管和模块，最后到交付应用。这种半导体材料的历史，最早可追溯至1885年，瑞典科学家发明了碳化硅生长装置，将核心原材料沙子和木炭加热到1500℃左右，通过导电，引发自蔓延反应，得到碳化硅单晶。但此前因材料技术和设备的限制，碳化硅长期没有发展起来。山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授介绍说，碳化硅单晶的研究可以分为三个阶段：第一阶段是90年代光电应用，碳化硅作为衬底，成功应用在光电领域；第二阶段是微波电子，我国做的已经不比国外差；第三阶段是功率电子应用，希望上下游通力合作，在这方面赶超国外。经过30多年的研发，国内碳化硅研究已具备一定条件，可以为器件研发提供衬底材料。
碳化硅衬底正不断向大尺寸方向发展，衬底尺寸越大，单位衬底可制造的芯片数量越多，单位芯片成本越低。目前业内主要量产产品集中在4英寸及6英寸，并演化向8英寸。国外在十年前突破了6英寸衬底技术，在“十三五”期间攻克了8英寸衬底技术。国际行业龙头科锐今年成功将8英寸衬底导入量产，全球首条8英寸晶圆工厂已经通线，很快就要建第二个8英寸碳化硅器件生产厂。在产业化方面，国内碳化硅企业已完成4-6英寸的升级。徐现刚教授谈道，目前国内已有8英寸碳化硅，与国际差距在2~3年之内，这个差距会越来越小。国内4英寸碳化硅晶体在2010年出现，从2017年4英寸导电衬底开始批量销售，中间间隔7年时间；国内6英寸批量销售是2019年，从研发开始也用了三四年。
中电化合物董事潘尧波判断，4寸的量会越来越少，6寸是当前主流，8寸是发展趋势，8英寸如果今年出来，按以往时间周期推演，需要等到2025年、2026年才能导入量产。
在他看来，“8英寸时代到来”还面临一些挑战，包括籽晶依赖于扩径、晶体良率、晶体质量、8英寸衬底加工、成本、生态等方面的问题，希望产业上下游紧密协同来解决问题。据他分析，根据中国电子材料协会统计数据，目前国内碳化硅规划投资300亿元，规划年产能200万片。2020年全国碳化硅产量约11万片，其中还包括很大一部分4英寸产量。规划的产能存在一定水分，规划的投资量偏大，实际落地的投资量有衰减，所以规划产能大于落地产能。从产能到产量，涉及到良率、成本、设备问题，据其统计，目前国内的长晶炉超过3000台，但实际供货量很少，今年6英寸的量大概率能超10万片，不过离需求情况还有很大的差距。汽车对材料有非常高的可靠性要求，这就引申到材料质量需要更高的要求，国内很多材料还在验证中，能满足车规级要求的占比不高。因此潘尧波判断，碳化硅材料，特别是车规级材料，会长期偏紧。他建议8英寸的扩展可以适当慢一点，如果材料供应不及却投了大量设备，这些产能则会空置，将导致产生很多投资的成本。
3.国内产业链面临的外忧与内患
目前碳化硅材料和功率器件都主要由海外企业垄断。器件方面，五家头部企业来自欧洲、日本、美国，合计市占率约90%；材料方面的垄断更加集中，Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ全面领先衬底市场，Wolfspeed和昭和电工两巨头几乎垄断外延片市场。国内碳化硅产业链则相对集中在长三角、京津冀和粤港澳大湾区。
相奇认为，国内碳化硅产业链面临着全面挑战：
1、碳化硅材料。
国内长晶技术和国际先进水平仍有距离，8英寸至少还需要2~3年才能追赶并突破，带动外延的发展。目前技术相对成熟，但设备还需要依赖于进口。
2、器件设计。
受限于制造工艺水平，材料优势没有被充分发挥，包括器件结构的优化创新，因为工艺能力的限制比较欠缺，生态也有待完善。
3、器件制造。
首先，衬底外延成本占比高，合资占比大概超过了50%；其次，器件良率受限于材料的缺陷及质量；其三，缺乏大规模的生产平台，过去碳化硅的规模相对较小，生产模式基本是实验室和小规模的小作坊模式；其四，专业设备还需要依赖于进口。
4、模组封装。
需找到更耐高温的封装材料，因为封装尺寸更小，散热及可靠性的要求更高。
5、汽车厂商。
问题是“缺芯”，尤其是“缺中国芯”。他总结道，国内碳化硅产业的强项是产业链较完整，弱项是现在成本还很高，尤其是在材料方面需要一些突破，其次是国产设备很少，专业设备还需依赖进口。我国的碳化硅产业链发展还需要平衡，才能与国外巨头进行竞争。
为什么碳化硅这么贵？
潘尧波解释说，碳化硅的成本很高，晶体存在质量、尺寸、厚度、良率、成本等痛点，且部分石墨依赖进口，供应紧张。碳化硅是硬脆材料，硬度仅次于金刚石，加工难度较大。
简单的衬底加工工序是从晶锭出来，做多线切割，做倒角，然后做研磨、CMP、清洗、检验，最后出货。其中切碳化硅，6英寸切一刀需要120小时左右，8英寸切一刀需要200小时左右，中间不能出任何差错，否则对切的质量会造成很大的影响。
相对于衬底，碳化硅外延技术门槛低一点，但也存在4个主要痛点：
1、进口外延设备交期长。
全球有4家进口主流供应商，国内主要采用的是3家，目前交期很长，有的甚至要60个月，即需五年时间。现在做碳化硅外延设备的有六七家，有的设备经过了批量销售，接下来国产化外延设备会进入产业主流。
2、外延的三个核心参数（缺陷、浓度、厚度）等检测设备依赖进口，交期长。目前国内缺陷领域有一家在demo过程中。
3、外延设备的单台产能低，每月仅300片左右，这个数量很低，可能会有新的设备和路线出来。
4、备件耗材寿命短，成本高。
外延过程经常要做保养，备件过程中会沉淀一些碳化硅颗粒，对碳化硅外延缺陷造成很大影响，所以备件耗材的生命比较短，一定程度上影响了碳化硅的产量。
在碳化硅器件方面，相奇分享了他观察到的一些趋势：
首先，沟槽MOSFET结构创新备受关注，已有多款沟槽器件产业化、商品化，且沟槽器件结构变化多端，创新空间变化也很大；
再者界面质量导致迁移率低，亟待技术突破，碳化硅器件的优势还没完全发挥出来，需利用新技术、新材料，提高界面质量和迁移率，提高可靠性。
除此之外，万伏千安智能电网需要超高压器件，所以超高压的MOSFET和超高压的IGBT也是器件研发的另一个方向。
有了大规模量产的平台、众多设计公司后，器件设计和制造生态系统则呼之欲出，从而提供一个桥梁，使得设计公司和量产平台能更好、更有效地合作。
4. “最根本的，是要做产业链的创新”
最后，陈俭分享了他看到的碳化硅产业潜力。
首先看定位。Yole数据显示，碳化硅从“三高”（高端、高频、高压）打入，慢慢蚕食硅IGBT市场。“我觉得这是「城市进入农村」的方式，做降维打击，成本做好，它是具有品牌效应的，这是势无可挡的应用。”陈俭说。
其次，上下游要协调好关系。下游车厂希望客户交货更快，现在有的周期要一年的时间，快则要6-7个月，太长了。
其三，价格要低，质量好，配合好。随叫随到是本土化优势，但质量还有待提高。上游会担心投资有没有希望、定价是否合理、付款方式好不好等问题。
至于上下游怎么协调？
陈俭认为，首先，下游需要明确的态度，要拓展应用，把市场做大，这是共赢之选；第二，上游要加大投资，给下游确保能供货且价格合理的信心；第三，有了技术，资金和人才才会加入。
在上游，现在SBD在充电桩领域的应用，市场不是红海了，是血海，卖的成本非常低，所以自己做器件、材料的厂商，要把碳化硅MOSFET的应用拓展起来。
只要有技术，碳化硅MOSFET做得好，市场还是很大的，SDB要区分于市场来做，价格要慢慢回归市场。技术进步需要时间，两三年之内很难做出很大的改善。
因此他们初步判断，大概在2024年前，衬底都是比较紧张的，外延则可能好一点，到2025年可能会缓解，但真正落实要到2026年，市场也可能会比预想得快，到时候又有一轮紧张。
在陈俭看来，最根本的，是要做产业链的创新，包括衬底技术、外延技术、Fab工艺、封装、碳化硅专用设备以及应用端的创新。
此外，他认为还需对创新者予以保护。首先做好专利布局；其次实现利益共享，定价机制要合理；第三，创新方要换位思考，要引入资金和推动标准建立；第四，尊重知识产权，抵制反授权，从法律层面保护创新者；第五，建立像IMEC一样的第三方合作开发平台。
5. 结语：碳化硅春天已至国产供应链迎新机遇
陈俭认为：碳化硅的春天来了，当前第三代半导体的碳化硅和氮化镓则比较火热，成长速度远超硅基功率器件。但还有很多挑战，要上下游共同共勉，以创新制胜，知识产权也要保驾护航。
徐现刚教授看来，碳化硅取得了新机遇，这么重要的材料，要降低国际供应链的风险性，对于进入国产和试用是非常好的机遇。
潘尧波亦判断：碳化硅产业处于成长期，在光伏、LED、硅产业等产业，新玩家会不断涌入，新技术会不断出现，这将给后来企业很多新机会。
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碳化硅SiC的春天，终于来了！
“双碳”战略开启了新能源转换黄金时代，也开启了功率半导体发展的黄金时代。这一趋势下，拥有优越性能的碳化硅，正成为功率器件的宠儿。用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，能极大提高能量转化效率，大概会降低75%以上的能量损耗。其经济效益毋庸置疑是巨大的。
这个被特斯拉带飞的第三代半导体材料，正迎来爆发式增长。国家政策也在大力扶持：“十四五”规划和二〇三五远景目标纲要，明确指出“支持碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”。
随着新能源汽车、人工智能、光伏风能发电、大数据、5G通信等一系列新应用领域的出现，以碳化硅为代表的第三代半导体正呈现蓬勃之势。
相比硅和砷化镓等半导体材料，在碳化硅等第三代半导体领域，我国与国际巨头之间的整体技术差距相对更小，更有希望实现换道超车，降低国际供应链的风险。
但与此同时，国内碳化硅产业链发展仍面临重重挑战，任重道远。当下国内碳化硅半导体的单晶材料、衬底、器件研发面临哪些核心痛点？接下来产业链发展还需怎样的助力？
在6月26日举行的“2022中国·南沙国际集成电路产业论坛”宽禁带半导体论坛上，山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授，广东芯粤能CTO相奇，中电化合物董事潘尧波，上海瞻芯电子CTO陈俭等专家发表主题演讲，分享了来自产业一线的观察和思考。
1. 碳化硅爆发式增长新能源汽车成主战场
碳化硅材料有半绝缘型和导电型两种衬底。半绝缘型主要应用于以5G通信、国防军工、航空航天为代表的射频领域；导电型主要用于制造功率器件，用在以新能源汽车、“新基建”为代表的电力电子领域，这也是当前碳化硅的主赛道。
第一个吃螃蟹的是马斯克的特斯拉。特斯拉Model 3率先将意法（ST）的碳化硅MOSFET功率模块应用到负责控制电动机的主逆变器中，证明了碳化硅技术足够成熟，并具有显著优势。
上海瞻芯电子CTO陈俭将“特斯拉的Model 3”类比“2007年的iPhone 4”，这是他决心离开做了21年的硅、转向碳化硅行业的原因。他回忆道，2014~2015年的碳化硅模块，据称已经将功率提高10%、体积缩小57%、重量降低40%，而现在比当时做得还要好。
新能源汽车的爆发，引发了一波碳化硅的“上车潮”。
特斯拉、保时捷、比亚迪汉、现代等纷纷在上碳化硅，碳化硅逐渐成为了高端汽车的标配；国内小鹏、蔚来、理想等造车新势力，都已推出或宣布推出碳化硅模块；宇通客车、上汽、北汽也在做这方面的筹备工作，而且商用车领域更容易导入一些新技术。
据法国知名行业咨询机构Yole预测，2022年车用碳化硅器件占比达68.8%，到2025年碳化硅功率器件的市场规模有望增至25.62亿美元，复合年增长率约30%。碳化硅之所以适合做功率器件，根由在于其材料性能。
碳化硅的禁带宽度是硅的3倍，热导率是硅的3倍，电子饱和速率是硅的2倍，最重要的是临界击穿电场是硅的8-10倍。因此，碳化硅器件有耐高温、低导通电阻、开关速度快、耐高压等特点，使得碳化硅系统更小、更轻、能效更高、驱动力更强。
广东芯粤能CTO相奇分享了一组预测数据，到2030年，中国大陆年度用电总量将超过10.5万亿度，如果用碳化硅器件全面替代硅器件做能量转换，那么每年可以节约上万亿度的电，这一数目，相当于10个三峡大坝的年发电总量。
到2030年，新能源车的销售量将增长9倍，光伏的装机量将增长5倍，碳化硅将大有用武之地。再加上缺货浪潮的助推，如今进口材料供货紧俏、一再延期，倘若国内碳化硅材料供应商发力赶上，这将为国产材料的导入打开一个突破口。
2. 8英寸时代到来但量产还要等三四年
碳化硅产业链覆盖从最上游的碳化硅粉，到晶锭、衬底、外延，再到晶圆，以及封装后的单管和模块，最后到交付应用。这种半导体材料的历史，最早可追溯至1885年，瑞典科学家发明了碳化硅生长装置，将核心原材料沙子和木炭加热到1500℃左右，通过导电，引发自蔓延反应，得到碳化硅单晶。但此前因材料技术和设备的限制，碳化硅长期没有发展起来。山东大学晶体材料实验室、南砂晶圆创始人兼首席科学家徐现刚教授介绍说，碳化硅单晶的研究可以分为三个阶段：第一阶段是90年代光电应用，碳化硅作为衬底，成功应用在光电领域；第二阶段是微波电子，我国做的已经不比国外差；第三阶段是功率电子应用，希望上下游通力合作，在这方面赶超国外。经过30多年的研发，国内碳化硅研究已具备一定条件，可以为器件研发提供衬底材料。
碳化硅衬底正不断向大尺寸方向发展，衬底尺寸越大，单位衬底可制造的芯片数量越多，单位芯片成本越低。目前业内主要量产产品集中在4英寸及6英寸，并演化向8英寸。国外在十年前突破了6英寸衬底技术，在“十三五”期间攻克了8英寸衬底技术。国际行业龙头科锐今年成功将8英寸衬底导入量产，全球首条8英寸晶圆工厂已经通线，很快就要建第二个8英寸碳化硅器件生产厂。在产业化方面，国内碳化硅企业已完成4-6英寸的升级。徐现刚教授谈道，目前国内已有8英寸碳化硅，与国际差距在2~3年之内，这个差距会越来越小。国内4英寸碳化硅晶体在2010年出现，从2017年4英寸导电衬底开始批量销售，中间间隔7年时间；国内6英寸批量销售是2019年，从研发开始也用了三四年。
中电化合物董事潘尧波判断，4寸的量会越来越少，6寸是当前主流，8寸是发展趋势，8英寸如果今年出来，按以往时间周期推演，需要等到2025年、2026年才能导入量产。
在他看来，“8英寸时代到来”还面临一些挑战，包括籽晶依赖于扩径、晶体良率、晶体质量、8英寸衬底加工、成本、生态等方面的问题，希望产业上下游紧密协同来解决问题。据他分析，根据中国电子材料协会统计数据，目前国内碳化硅规划投资300亿元，规划年产能200万片。2020年全国碳化硅产量约11万片，其中还包括很大一部分4英寸产量。规划的产能存在一定水分，规划的投资量偏大，实际落地的投资量有衰减，所以规划产能大于落地产能。从产能到产量，涉及到良率、成本、设备问题，据其统计，目前国内的长晶炉超过3000台，但实际供货量很少，今年6英寸的量大概率能超10万片，不过离需求情况还有很大的差距。汽车对材料有非常高的可靠性要求，这就引申到材料质量需要更高的要求，国内很多材料还在验证中，能满足车规级要求的占比不高。因此潘尧波判断，碳化硅材料，特别是车规级材料，会长期偏紧。他建议8英寸的扩展可以适当慢一点，如果材料供应不及却投了大量设备，这些产能则会空置，将导致产生很多投资的成本。
3.国内产业链面临的外忧与内患
目前碳化硅材料和功率器件都主要由海外企业垄断。器件方面，五家头部企业来自欧洲、日本、美国，合计市占率约90%；材料方面的垄断更加集中，Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ全面领先衬底市场，Wolfspeed和昭和电工两巨头几乎垄断外延片市场。国内碳化硅产业链则相对集中在长三角、京津冀和粤港澳大湾区。
相奇认为，国内碳化硅产业链面临着全面挑战：
1、碳化硅材料。
国内长晶技术和国际先进水平仍有距离，8英寸至少还需要2~3年才能追赶并突破，带动外延的发展。目前技术相对成熟，但设备还需要依赖于进口。
2、器件设计。
受限于制造工艺水平，材料优势没有被充分发挥，包括器件结构的优化创新，因为工艺能力的限制比较欠缺，生态也有待完善。
3、器件制造。
首先，衬底外延成本占比高，合资占比大概超过了50%；其次，器件良率受限于材料的缺陷及质量；其三，缺乏大规模的生产平台，过去碳化硅的规模相对较小，生产模式基本是实验室和小规模的小作坊模式；其四，专业设备还需要依赖于进口。
4、模组封装。
需找到更耐高温的封装材料，因为封装尺寸更小，散热及可靠性的要求更高。
5、汽车厂商。
问题是“缺芯”，尤其是“缺中国芯”。他总结道，国内碳化硅产业的强项是产业链较完整，弱项是现在成本还很高，尤其是在材料方面需要一些突破，其次是国产设备很少，专业设备还需依赖进口。我国的碳化硅产业链发展还需要平衡，才能与国外巨头进行竞争。
为什么碳化硅这么贵？
潘尧波解释说，碳化硅的成本很高，晶体存在质量、尺寸、厚度、良率、成本等痛点，且部分石墨依赖进口，供应紧张。碳化硅是硬脆材料，硬度仅次于金刚石，加工难度较大。
简单的衬底加工工序是从晶锭出来，做多线切割，做倒角，然后做研磨、CMP、清洗、检验，最后出货。其中切碳化硅，6英寸切一刀需要120小时左右，8英寸切一刀需要200小时左右，中间不能出任何差错，否则对切的质量会造成很大的影响。
相对于衬底，碳化硅外延技术门槛低一点，但也存在4个主要痛点：
1、进口外延设备交期长。
全球有4家进口主流供应商，国内主要采用的是3家，目前交期很长，有的甚至要60个月，即需五年时间。现在做碳化硅外延设备的有六七家，有的设备经过了批量销售，接下来国产化外延设备会进入产业主流。
2、外延的三个核心参数（缺陷、浓度、厚度）等检测设备依赖进口，交期长。目前国内缺陷领域有一家在demo过程中。
3、外延设备的单台产能低，每月仅300片左右，这个数量很低，可能会有新的设备和路线出来。
4、备件耗材寿命短，成本高。
外延过程经常要做保养，备件过程中会沉淀一些碳化硅颗粒，对碳化硅外延缺陷造成很大影响，所以备件耗材的生命比较短，一定程度上影响了碳化硅的产量。
在碳化硅器件方面，相奇分享了他观察到的一些趋势：
首先，沟槽MOSFET结构创新备受关注，已有多款沟槽器件产业化、商品化，且沟槽器件结构变化多端，创新空间变化也很大；
再者界面质量导致迁移率低，亟待技术突破，碳化硅器件的优势还没完全发挥出来，需利用新技术、新材料，提高界面质量和迁移率，提高可靠性。
除此之外，万伏千安智能电网需要超高压器件，所以超高压的MOSFET和超高压的IGBT也是器件研发的另一个方向。
有了大规模量产的平台、众多设计公司后，器件设计和制造生态系统则呼之欲出，从而提供一个桥梁，使得设计公司和量产平台能更好、更有效地合作。
4. “最根本的，是要做产业链的创新”
最后，陈俭分享了他看到的碳化硅产业潜力。
首先看定位。Yole数据显示，碳化硅从“三高”（高端、高频、高压）打入，慢慢蚕食硅IGBT市场。“我觉得这是「城市进入农村」的方式，做降维打击，成本做好，它是具有品牌效应的，这是势无可挡的应用。”陈俭说。
其次，上下游要协调好关系。下游车厂希望客户交货更快，现在有的周期要一年的时间，快则要6-7个月，太长了。
其三，价格要低，质量好，配合好。随叫随到是本土化优势，但质量还有待提高。上游会担心投资有没有希望、定价是否合理、付款方式好不好等问题。
至于上下游怎么协调？
陈俭认为，首先，下游需要明确的态度，要拓展应用，把市场做大，这是共赢之选；第二，上游要加大投资，给下游确保能供货且价格合理的信心；第三，有了技术，资金和人才才会加入。
在上游，现在SBD在充电桩领域的应用，市场不是红海了，是血海，卖的成本非常低，所以自己做器件、材料的厂商，要把碳化硅MOSFET的应用拓展起来。
只要有技术，碳化硅MOSFET做得好，市场还是很大的，SDB要区分于市场来做，价格要慢慢回归市场。技术进步需要时间，两三年之内很难做出很大的改善。
因此他们初步判断，大概在2024年前，衬底都是比较紧张的，外延则可能好一点，到2025年可能会缓解，但真正落实要到2026年，市场也可能会比预想得快，到时候又有一轮紧张。
在陈俭看来，最根本的，是要做产业链的创新，包括衬底技术、外延技术、Fab工艺、封装、碳化硅专用设备以及应用端的创新。
此外，他认为还需对创新者予以保护。首先做好专利布局；其次实现利益共享，定价机制要合理；第三，创新方要换位思考，要引入资金和推动标准建立；第四，尊重知识产权，抵制反授权，从法律层面保护创新者；第五，建立像IMEC一样的第三方合作开发平台。
5. 结语：碳化硅春天已至国产供应链迎新机遇
陈俭认为：碳化硅的春天来了，当前第三代半导体的碳化硅和氮化镓则比较火热，成长速度远超硅基功率器件。但还有很多挑战，要上下游共同共勉，以创新制胜，知识产权也要保驾护航。
徐现刚教授看来，碳化硅取得了新机遇，这么重要的材料，要降低国际供应链的风险性，对于进入国产和试用是非常好的机遇。
潘尧波亦判断：碳化硅产业处于成长期，在光伏、LED、硅产业等产业，新玩家会不断涌入，新技术会不断出现，这将给后来企业很多新机会。
『又一国产芯逆袭之门！特斯拉带飞，国内多位大佬谈碳化硅』https://t.cn/A6SAXrmu
【#合肥一国家实验室技术实现产业化#】以一颗天然钻裸石为“种子”，在高温低压的环境下，籽晶片慢慢“成长”，一周时间就能长成一克拉的“真钻石”。
6月16日，记者走进合肥这个能“种”钻石的神奇实验室。虽是实验室培育的钻石，但化学和物理特性上和天然钻石一样，有着各种国际认证的证书，不同的是它会标注“Laboratory grown diamond”，价格是天然钻石的20%到30%。
这个培育钻石的科研团队源于合肥一国家实验室。经过30多年的沉淀，这项技术从实验室走向市场，为人们的生产生活服务。
培育钻石是什么？在实验室里生长的“真钻石”
一个个装满气体的容器，像一个个大型微波炉，戴上专业眼镜，可以从一个小小的孔里窥探到正在卖力生长的钻石毛坯。6月16日，记者来到位于合肥高新区的一个培育钻石的实验室。这是什么钻石呢？和我们在商场里所购买的钻石又有什么不同呢？
这个实验室来自于合肥先端晶体科技公司，公司总经理宋学瑞告诉记者，这种钻石其实是一种人工培育的钻石，也叫培育钻石。它是以一块天然钻裸石为种子，利用高纯度甲烷，加上氢等气体辅助，在微波等离子发生器内，以高温低压的方式，形成碳离子。这些等离子体就会像灰尘一样，在空气中一点一点沉积到种子钻石上，籽晶片就会慢慢地一层一层越长越大。
在实验室里，记者见到了钻石培育的全过程。先是在一个个激光切割仪器里，对一块块裸石进行切割，之后它们会进入到另外一个房间内进行抛光和打磨，最后再进入甲烷和氢气的容器里，通过高温低压，让其慢慢生长。“最大可形成大至10克拉的透明钻石。”宋学瑞说，在实验室长成的是钻石毛坯，切割加工后成为可以佩戴的闪闪发亮的钻石。“因为从化学和物理特性上和天然钻石一样，它也是真钻石。”
一颗钻石长成要多久？一克拉钻石长成只需一周
一颗天然钻石的成长，需要经历几百万年甚至是几亿年的时间。但是如果在实验室里，一颗一克拉的大钻石长成只需要5-7天的时间。当然，克拉数越高，生长的时间就越长。
在生长钻石的容器里，记者看到有高温的光线照射着正在生长的钻石。宋学瑞说， 正是这样的高温低压，让钻石得以快速生长。“生长中的温度非常重要，一旦太高了，价值不菲的钻石就会在顷刻间变成一钱不值的石墨。我们实验室一般控制在800-1000℃。”
钻石作为顶级的奢侈品，在珠宝市场尤其受到女性青睐。但是天然的钻石产量毕竟有限，因此它才会尤为珍贵。长期的开采，消耗大量的人力、能源，且这种资源不可再生。“与天然钻石比起来，培育钻石的优点就在于它是可持续的资源，更加环保，并且它的纯净度也更高。”
培育钻石怎么用？价格如何？作为首饰佩戴，也可应用于工业和量子信息实验
“钻石恒久远，一颗永流传”，这个广告语在全世界广为流传，它也给钻石赋予了一种特殊意义。但随着科技的发展，人工培育钻石的出现，钻石可能也将被重新定义。“像一些国际知名珠宝品牌、奢侈品牌都开始在产品上采用培育钻石了。”宋学瑞介绍，培育钻石的价格大约是天然钻石的20%-30%。也就是说，如果你能够接受培育钻石成为你的佩戴宝石的话，那么你就有了“钻石自由”的可能性。
除了时尚和装饰外，培育钻石在工业上的运用更加广泛。该公司销售总监胡学勖表示，由于钻石的硬度和它天然的导热效果，它可以运用在刀具领域、电子器件热管理、光学窗片、量子信息领域。并且它的半导体参数也优于其他半导体，它也是一种终极半导体材料。
谈及未来培育钻石的价格，胡学勖称，“培育钻石与天然钻石虽然性质一样，对于市场来说属于两种不同定位的产品，价格上形成互补。经过这些年的发展，未来的价格还是会相当稳定。”
“钻石园丁”是谁？源于合肥这个国家实验室
在宋学瑞的公司，我们也看到了许多已经打磨成成品，可以直接售卖的一克拉到4克拉裸钻，捧在手心里的培育钻石和商场橱窗里的天然钻石毫无差别，它的每一个切割面都在反射着光芒，闪闪发亮。
那么这些实验室里长出来的钻石究竟用的是什么高科技呢？宋学瑞为我们揭开谜底。
我们看到的这些闪闪发光的、从一克拉到4克拉不等的钻石所用的是CVD的技术。英文名全称叫做ChemicalVaporDeposition，也就是化学气相沉淀。这种技术源于中国科大的一所国家实验室。
“当时我们的先端薄膜实验室对实验器材有需求，需要金刚石薄膜。”宋学瑞说，“这个器材是很薄的一片，用于NV色芯的研究，那时只有国外能提供这种原材料。原料掌握在别人手上，成为实验的一个瓶颈，我们必须自己来做。”
宋学瑞是中国科大物理系毕业的博士，公司的创始人都是中国科大的教授，而他和公司的核心研发团队也都是中国科大的博士。1988年，这个实验室开始探索培育金刚石方面的科学研究，经过了30多年，经历了无数次实验失败积累的经验，才终于掌握了培育钻石的全流程技术。
“像这个抛光的仪器就是我们实验室自己研发的。培育钻石的很多仪器都是我们自己做的。”中国科大的这个团队创立的公司虽然成立于2017年，但是培育钻石的技术从实验室走向产业化，却用了30多年。这也是一项重要的技术成果转化。
胡学勖透露，目前公司有20多人，每年的产值都是成倍增长，今年有望突破3000万元。“我们是培育钻石的生产方，属于这个产业的上游，在我们中下游还有打磨切割、工业生产等。我们的生产技术在全国是最先进的，产品也销往全国各地以及印度、美国等多国。”
还有很多人想问，培育钻石有官方认证吗？胡学勖说，跟天然钻石一样，国际权威珠宝检测机构GIA、IGI、HRD也会按照天然钻石标准出具相应的证书。不同的是，它们的证书上会特别标注“Laboratory grown diamond”，就是实验室培育钻石。
6月16日，记者走进合肥这个能“种”钻石的神奇实验室。虽是实验室培育的钻石，但化学和物理特性上和天然钻石一样，有着各种国际认证的证书，不同的是它会标注“Laboratory grown diamond”，价格是天然钻石的20%到30%。
这个培育钻石的科研团队源于合肥一国家实验室。经过30多年的沉淀，这项技术从实验室走向市场，为人们的生产生活服务。
培育钻石是什么？在实验室里生长的“真钻石”
一个个装满气体的容器，像一个个大型微波炉，戴上专业眼镜，可以从一个小小的孔里窥探到正在卖力生长的钻石毛坯。6月16日，记者来到位于合肥高新区的一个培育钻石的实验室。这是什么钻石呢？和我们在商场里所购买的钻石又有什么不同呢？
这个实验室来自于合肥先端晶体科技公司，公司总经理宋学瑞告诉记者，这种钻石其实是一种人工培育的钻石，也叫培育钻石。它是以一块天然钻裸石为种子，利用高纯度甲烷，加上氢等气体辅助，在微波等离子发生器内，以高温低压的方式，形成碳离子。这些等离子体就会像灰尘一样，在空气中一点一点沉积到种子钻石上，籽晶片就会慢慢地一层一层越长越大。
在实验室里，记者见到了钻石培育的全过程。先是在一个个激光切割仪器里，对一块块裸石进行切割，之后它们会进入到另外一个房间内进行抛光和打磨，最后再进入甲烷和氢气的容器里，通过高温低压，让其慢慢生长。“最大可形成大至10克拉的透明钻石。”宋学瑞说，在实验室长成的是钻石毛坯，切割加工后成为可以佩戴的闪闪发亮的钻石。“因为从化学和物理特性上和天然钻石一样，它也是真钻石。”
一颗钻石长成要多久？一克拉钻石长成只需一周
一颗天然钻石的成长，需要经历几百万年甚至是几亿年的时间。但是如果在实验室里，一颗一克拉的大钻石长成只需要5-7天的时间。当然，克拉数越高，生长的时间就越长。
在生长钻石的容器里，记者看到有高温的光线照射着正在生长的钻石。宋学瑞说， 正是这样的高温低压，让钻石得以快速生长。“生长中的温度非常重要，一旦太高了，价值不菲的钻石就会在顷刻间变成一钱不值的石墨。我们实验室一般控制在800-1000℃。”
钻石作为顶级的奢侈品，在珠宝市场尤其受到女性青睐。但是天然的钻石产量毕竟有限，因此它才会尤为珍贵。长期的开采，消耗大量的人力、能源，且这种资源不可再生。“与天然钻石比起来，培育钻石的优点就在于它是可持续的资源，更加环保，并且它的纯净度也更高。”
培育钻石怎么用？价格如何？作为首饰佩戴，也可应用于工业和量子信息实验
“钻石恒久远，一颗永流传”，这个广告语在全世界广为流传，它也给钻石赋予了一种特殊意义。但随着科技的发展，人工培育钻石的出现，钻石可能也将被重新定义。“像一些国际知名珠宝品牌、奢侈品牌都开始在产品上采用培育钻石了。”宋学瑞介绍，培育钻石的价格大约是天然钻石的20%-30%。也就是说，如果你能够接受培育钻石成为你的佩戴宝石的话，那么你就有了“钻石自由”的可能性。
除了时尚和装饰外，培育钻石在工业上的运用更加广泛。该公司销售总监胡学勖表示，由于钻石的硬度和它天然的导热效果，它可以运用在刀具领域、电子器件热管理、光学窗片、量子信息领域。并且它的半导体参数也优于其他半导体，它也是一种终极半导体材料。
谈及未来培育钻石的价格，胡学勖称，“培育钻石与天然钻石虽然性质一样，对于市场来说属于两种不同定位的产品，价格上形成互补。经过这些年的发展，未来的价格还是会相当稳定。”
“钻石园丁”是谁？源于合肥这个国家实验室
在宋学瑞的公司，我们也看到了许多已经打磨成成品，可以直接售卖的一克拉到4克拉裸钻，捧在手心里的培育钻石和商场橱窗里的天然钻石毫无差别，它的每一个切割面都在反射着光芒，闪闪发亮。
那么这些实验室里长出来的钻石究竟用的是什么高科技呢？宋学瑞为我们揭开谜底。
我们看到的这些闪闪发光的、从一克拉到4克拉不等的钻石所用的是CVD的技术。英文名全称叫做ChemicalVaporDeposition，也就是化学气相沉淀。这种技术源于中国科大的一所国家实验室。
“当时我们的先端薄膜实验室对实验器材有需求，需要金刚石薄膜。”宋学瑞说，“这个器材是很薄的一片，用于NV色芯的研究，那时只有国外能提供这种原材料。原料掌握在别人手上，成为实验的一个瓶颈，我们必须自己来做。”
宋学瑞是中国科大物理系毕业的博士，公司的创始人都是中国科大的教授，而他和公司的核心研发团队也都是中国科大的博士。1988年，这个实验室开始探索培育金刚石方面的科学研究，经过了30多年，经历了无数次实验失败积累的经验，才终于掌握了培育钻石的全流程技术。
“像这个抛光的仪器就是我们实验室自己研发的。培育钻石的很多仪器都是我们自己做的。”中国科大的这个团队创立的公司虽然成立于2017年，但是培育钻石的技术从实验室走向产业化，却用了30多年。这也是一项重要的技术成果转化。
胡学勖透露，目前公司有20多人，每年的产值都是成倍增长，今年有望突破3000万元。“我们是培育钻石的生产方，属于这个产业的上游，在我们中下游还有打磨切割、工业生产等。我们的生产技术在全国是最先进的，产品也销往全国各地以及印度、美国等多国。”
还有很多人想问，培育钻石有官方认证吗？胡学勖说，跟天然钻石一样，国际权威珠宝检测机构GIA、IGI、HRD也会按照天然钻石标准出具相应的证书。不同的是，它们的证书上会特别标注“Laboratory grown diamond”，就是实验室培育钻石。
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