安博体育app下载官网-由精微见广大，贺利氏电子与中国半导体创新之路

来源：心智观察所，作者青岚

谈起今天的中国科技与产业发展，不少读者脑海中或许已条件反射般想到了半导体。

毋庸讳言，在这个被寄托着厚重期待与非凡意义的领域，国内仍有大量短板尚待完善，但在部分产业环节与产品大类，具备世界级竞争力的“长板”却也正在成型。

功率半导体，正是一个典型代表。

在新能源汽车等新兴消费热点牵引下，中国功率半导体产业当下正在快速崛起。不仅士兰微、斯达半导、中车时代等厂商已先后跻身全球IGBT功率器件、模块十强，在新兴的碳化硅细分市场，根据Yole集团预测，中国企业份额也有望在2027年达到40%以上。

这一发展中的产业高地，更已开始有力辐射亚太乃至更广阔海外市场，不久前举办的中国最大功率半导体展会PCIM Asia 2024上，笔者亲眼所见的海外客商人数就较往届有了明显增长。

从应用到制造、从制造到创造，理解中国功率半导体产业发展与创新之路，离不开对产业生态系统不同节点具体而微的观察。

正是抱着这样的初衷，在PCIM期间，笔者与贺利氏电子（Heraeus Electronics ）中国研发总监张靖博士进行了深入交流。作为全球半导体封装材料巨头，贺利氏电子在国内产业生态中的扎根与生长，恰是这条创新之路的写照。

得中国者得世界

正如上文所述，新能源汽车，有力带动了中国功率半导体产业发展。

如火如荼的汽车电动化、智能化潮流，正使半导体价值量在单车成本中占比快速攀升，而在公众津津乐道的智驾/智舱“大芯片”之外，承担着电能转换作用的功率半导体，同样是这一潮流的主要受益者。

伴随过去数年爆发式增长，新能源汽车已然成为全球功率半导体器件、模块最大的下游应用领域，并顺理成章地牵动着产业竞争格局消长，而作为全球70%以上新能源汽车的制造基地，“得中国者得世界”，已经是功率半导体厂商的基本共识。强劲的需求前景与尚未固化的供应网络，使“近水楼台”的本土功率半导体厂商爆发出创新创业巨大热情，不少玩家抓住这一汽车供应链堪称数十年一遇的变革，实现了超常规发展，为市场诱发创新的经典机制增添了又一注脚。

几年来国内客户车规功率模块开发速度之快，给亲历者张靖留下了深刻印象：“我们在2020年前后刚开始方兴未艾的时候去做这种项目，大家关注的就是先从0做到1，先要把这个模块做出来、先要上车，大家对速度的追求是非常苛刻的，无论是从性能上还是从宣发的角度上讲，都是非常在意速度的。中国市场竞争太激烈了，参与竞争的人又这么多，大家都在投入很多资源，所以在这种条件下，你就不能很慢，就一定要快”。

时至今日，这种对速度的追求已不仅是国内功率半导体企业实现从0到1的秘诀，更已内化为从1到100的商业竞争范式，张靖也谈到：“为什么国内现在在新能源汽车上的领先优势还很大，因为迭代速度仍然很快，别的企业想追上比较难。坦率说，如果跟欧洲的客户或者其他地域的客户去沟通的话，他们的研发周期和响应速度与国内客户比起来还是偏慢。现在新能源汽车这个领域，中国的速度真的非常快，你在这个市场能把业务做起来，去世界上任何一个地方我觉得都会游刃有余”。

持续的高强度竞争环境，对于企业微观创新行为又会有怎样的影响？

对于这一问题，张靖分享了基于上游供应商视角的观察和思考。他提到，相较此前功率半导体厂商对产品功率密度、开关频率、转换效率等性能参数的极致追求，随着整车企业降本增效动作层层传导，去年下半年以来用户对性价比的关注正明显提升。

除了在现有产品上挖掘降本潜力，对性价比的关注还表现在技术创新侧重点的变化。以碳化硅（SiC）和IGBT这两大车用功率半导体品类为例，在性能及成本上通常均存在着明显区隔。基于“够好”（good enough）而非“最好”的理念，当前厂商往往倾向于提升IGBT产品效能或降低SiC方案成本，甚至如英飞凌推出碳化硅/硅混合模块技术，都是为了获得更细分的性能成本组合以覆盖应用场景需求。

当然，无论单管还是模块，功率半导体产品性能不仅仅取决于晶片本身，更离不开基板、烧结料、键合线等封装材料的匹配，通常在模块成本中，封装材料占比也会达到30%乃至更高水平。

尤其是碳化硅为代表的宽禁带半导体，其面向电力电子领域应用具有一系列优良特性的同时，也带来了杂散电感大、工作温度高等新的挑战，传统硅基封装设计与材料体系需要与时俱进的改变，也成为当前封装材料创新的热点。

呼应下游产业环节的技术创新趋势，贺利氏电子推出了一系列高性价比封装材料，结合其中两款代表性产品，张靖具体介绍了性价比原则在产品研发上的落地路径。

如碳化硅功率模块与散热基板之间的连结，以往在高成本的纳米级银烧结料和低热导率的锡焊料之间缺少替代选项，贺利氏电子在今年推出的大面积烧结银材料mAgic PE350，针对的正是这一行业痛点。

通过对微米级银颗粒的材料创新和工艺改进，PE350实现了接近纳米级材料的烧结性能，同时保留了加工微米级颗粒的显著成本优势：“又有一个比较好的性能，但成本又不是特别高，这就是我们在350上希望帮客户实现的效果。原来大家说到用大面积银烧结，都会觉得价格昂贵，又是纳米银可能有稳定性之类的顾虑，但是350可能会是一个非常好的解决方案，它价格本身就相对比较低，同时又能帮助节省碳化硅芯片的使用，在总拥有成本（TCO）上会给客户带来新的价值”。

再如碳化硅芯片另一堪称标配的封装材料“搭档”AMB基板，其含银钎料的高成本困扰着不少厂商，而贺利氏电子的Condura.ultra，则是一种高性价比、高可靠性的无银AMB基板，通过在高端AMB基板中采用无银配方钎料，显著降低了产品成本，并且相较于需要真空炉烧结的AMB基板方案，贺利氏电子产品可实现链式炉连续生产，生产效率可以明显提高，为下游用户“抠成本”提供了多种价值。

正因如此，根据张靖介绍，Condura.ultra一经导入，就在国内用户中引起了很大反响，而作为填补国内高端金属陶瓷基板产能空白的一大里程碑项目，贺利氏电子位于常熟的新工厂预计将在今年11月迎来盛大的开业仪式。

在中国，向全球

在交流中，笔者还了解到mAgic PE350另一大亮点，那就是其诞生于贺利氏电子中国研发团队之手。

根据张靖博士介绍，PE350是在2022年底正式立项，基于对中国市场需求的洞察，为应用场景量身打造：“客户这边有很强的需求，尤其是在中国，大家希望有一个低成本烧结材料能应用在碳化硅模块烧结到散热器的场景，这就是一个比较明显的本地化例子，我们在做这块银膏的时候就在看怎么样去满足客户需求”。

立项后，本土团队仅用一年左右时间就基本完成了PE350开发工作，并在今年3月的Semicon China上正式发布，整体节奏十分顺畅。张靖感言：“我觉得我们的研发周期的确比较快，配合整个行业的速度，我们也做了很多工作以加快研发，本土团队在配方开发等方面都有一些很好的研发人员去做这件事情”。

作为中国研发团队第一款独立开发的烧结银材料，PE350对张靖和他的同事们也有着不同寻常的意义。

此前相当长一段时期，贺利氏电子中国研发团队主要职能更偏重于现场应用与测试服务，旨在就近支持客户，帮助其快速导入贺利氏电子产品，也零星尝试过一些厚膜浆料、锡膏等非核心产品的改进。

2018年，贺利氏电子上海创新中心正式成立，明确定位于“在中国，为中国”（China for China），以建立完整的本土研发团队并形成正向研发能力为目标。

对于这次功能升级，张靖特别谈到了彼时中国市场勃兴所带来的影响：“整个公司对中国研发的重视程度是非常高的，希望我们有更多的能力去配合这个行业的发展，为公司去创造价值，这其中一个重要原因就是中国在很多领域里已经走在了世界的前列，再去通过德国研发力量配合已经配合不过来了，不管是从反应效率上还是从文化、语言上都比较难兼容，所以你一定要用中国的研发团队去配合，配合中国的速度、配合中国的企业文化、配合中国的技术需求”。

他还透露，在总部的高度重视下，今年创新中心已经完成了重大改造扩建，实验室面积几乎扩展一倍，洁净间面积则增加25%，得以容纳更多新设备，而研发人员规模也较张靖博士接手之初有了大幅的扩张，日益完善的软硬件基础设施，使该中心不仅能够为客户提供更深度的工程服务，也以PE350为标志，证明了其承担贺利氏电子核心产品研发的能力。

时至今日，背靠活跃的中国产业生态，贺利氏电子上海创新中心已经敢于想象“China for Global”的开阔愿景。

对于这种深远的变化，张靖颇为感慨地表示：“我们也看到一些客户在东南亚建立自己的新生产基地，我们之前工作很多都是比如德国一些公司是我们大客户，他把产能建到中国来，我们配合这个工作进行本土化，可以理解为是把德国的东西100%拷贝过来。我们现在遇到的很多情况则是中国企业在东南亚建厂，我们有些情况下是也需要去支持海外的同事，指导他们怎么样把中国已经建立好的SOP（标准操作规程）复制过去，我们角色上会有一些转变，我觉得如果拉长时间段看会很有意思，就是技术知识怎么样在不同的地域去学习、去转移，这也说明中国目前在某些产业已经走在世界比较前沿的位置”。

这位行业资深专家的经验之谈，不由令人想起约翰·马修斯（John Mathews）在其名作《技术撬动战略》中所总结的观察，东亚地区半导体产业实现从落后产业向优势产业的后发赶超，从技术知识的吸收者转变到输出者，普遍有赖于一个产学研用密切互动的国家经济学习体系（NSEL），使技术知识学习-消化-再创新的过程得以高效发生。

作为最早进入中国市场的德国企业之一，贺利氏电子从卖产品到造产品，再到立足中国产业生态研发产品，正是这一知识学习与形成内生创新能力的壮阔进程缩影。

值得一提的是，贺利氏电子在中国产业生态中的扎根与发展壮大，不仅体现在生产研发布局的加码，其与本土学术机构也已建立起密切的横向联系，成为这一产业生态中一个强有力的知识流动节点。

张靖谈到，上海创新中心多年来与国内科研机构的合作已有丰硕成果，仅在今年，贺利氏电子与复旦大学合作的论文就斩获封装领域顶会ECTC的最佳学生论文奖，为大陆地区五年来首次取得这一成绩；而在中国本土最大封装学术会议ICEPT上，张靖团队与哈尔滨理工大学学者合作的论文，也入选大会最佳论文的奖项。

总体而言，随着中国功率半导体产业崛起历程的展开，已经在大中华地区市场扎根达半个世纪的贺利氏，正站在又一个历史性机遇的起点，从其当下活跃在产业界、学术界的身影看，笔者相信，在双向奔赴中，这家老牌巨头所书写的发展新篇章必将更为精彩。

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