撰文丨黃依婷
編輯丨馬詩晴
無論是手機、電腦，還是汽車、家電，凡是有電流電壓的電路系統中，都少不了一顆小小的“心臟”——功率器件，它能將發電設備產生的電壓和頻率雜亂不一的“粗電”，轉化為參數統一的“精電”，再輸送到每一個用電終端。
既被喻為“心臟”，功率器件對各行業的重要性不言而喻。讓人欣慰的是，近年來隨着各項政策大力扶持，這顆“心臟”的進口替代效應顯著增強：2018年，在行業總規模大幅上升的情況下，功率器件隸屬的分離器件領域進口額較2014年下降了10%左右。
在中高端功率器件領域，新潔能代表了國產替代的中堅力量。它連續三年被評為“中國半導體功率器件十強企業”，擁有1000餘款產品，涵蓋了消費、汽車、工業、光伏、物聯網等各行各業。
相較於國內其他功率器件十強企業，新潔能資金實力並不突出，這也決定了其十分“輕盈”的運營模式——它是十強中唯一一家將芯片生產其他環節通通外包，而只專注於設計環節的功率器件廠商。那麼，它是如何在背景強大、資金充裕的競爭對手中脱穎而出？其技術“硬實力”幾何？
功率器件的兩顆耀眼“明珠”功率器件已有了70年發展史：早在20世紀50年代，二極管、三極管首次被應用於工業和電力系統，拉開了整個行業發展序幕。而後，可以控制電流開通的雙向晶閘管、逆導晶閘管等器件，進一步推動了行業技術迭代。
然而，直到80年代後，被譽為功率器件的“明珠”——MOSFET和IGBT相繼問世，才標誌着功率器件全面進入電子應用時代。與二極管、晶閘管等不同，MOSFET和IGBT帶有控制端，能夠自由控制電源開通與關斷，讓終端應用完全可控。此外，它們還具備工作頻率高、損耗低、耐壓性高等諸多優勢，更適應於工業、汽車等高要求領域。
當前，MOSFET和IGBT已成為功率器件最強勁的細分市場：
MOSFET優點在於穩定性好，是開關電源、信號鏈等應用領域的“香餑餑”。2018年，全球MOSFET市場規模為59.6億美元，佔功率器件市場的39.8%；
IGBT原理與MOSFET類似，但克服了後者在高壓環境損耗大的弱點，尤其適用於600V以上的工作環境。2018年，全球IGBT市場規模為49.0億美元，佔功率器件市場的32.7%。
新能源車行業興起，將進一步為以上兩種功率器件創造巨大增長空間。無論是基礎車用娛樂系統，還是安全系統、電源控制系統、智能駕駛系統，功率器件在其中都發揮着至關重要的作用。
以功率器件為主的分立器件，在每台傳統燃油車中用量僅為71美元。而到了新能源車這裏，單台用量達到了387美元，是原來的5倍以上。此外，充電樁、變流器、逆變流器等配套設施，尤其需要IGBT作為控制單元。依據規劃，2020年，國內分散式充電樁將超過480萬個，為功率器件創造了巨大需求。
預計到2022年，全球MOSFET市場規模將接近75億美元，其中，汽車應用領域的需求將超越計算機和數據存儲領域，佔總需求市場的22%；IGBT受益於充電樁等基礎設施建設，增速更為顯著，至2020年，其全球規模將由2018年的49億美元增長至60億美元。
儘管MOSFET和IGBT增長勢頭強勁，但國產功率器件仍以二極管、晶閘管為主，在汽車、工控等領域，中高端功率器件自給率嚴重不足——2016年，英飛凌、安森美兩大巨頭在國內MOSFET市場份額將近一半。
消費電子、家電引領的高增長時代已經過去，屬於新能源汽車、物聯網、AI等新技術時代正蓬勃興起，要想抓住新時期功率半導體行業機會，國產廠商亟待突破高端技術。
全國十強“優等生”在中高端功率器件領域，新潔能交出了不錯的成績單：2018年，公司位列中國功率半導體行業第六，這是新潔能連續第三個年頭躋身全國前十功率半導體企業榜單。
談到新潔能的技術實力，就不得不提公司第一大股東、實際控制人朱袁正先生。他在半導體行業有31年從業經歷，是國內最早一批專注於MOSFET、IGBT等先進半導體功率器件研發和設計的先行者，作為發明人或設計人的專業利數量達92項。
知名投資機構達晨創投、芯片設計頭部廠商上海貝嶺（600171）是新潔能第二、第三大股東，亦從側面彰顯了其技術實力行業地位。
多年來，公司始終專注MOSFET、IGBT領域，取得了不少突破：新潔能是國內8英寸工藝平台芯片投片量最大的半導體功率器件設計公司之一，是最早同時擁有“溝槽型功率MOSFET”、“超結功率MOSFET”、“屏蔽柵功率MOSFET ”及IGBT 四大產品平台的本土企業。其部分產品的參數性能與送樣表現，與英飛凌、安森美等一線品牌相當。
在多個下游應用領域，新潔能收穫了頭部客户青睞：海爾、美的、富士康、中興通訊等企業，均與公司有深入合作。
隨着新潔能逐漸打開市場、提升品牌知名度，其產品亦從單一的MOSFET、IGBT芯片轉為更具集成性的功率器件。功率器件由公司委託外部企業對芯片封測包裝而成，其毛利更高。當前，公司已有1000多種細分型號產品，滿足客户多樣化需求。
2016至2018年間，新潔能業績十分亮眼：其營收從4.2億躍升至7.2億，淨利潤更是從3604萬增長至1.4億。隨着功率器件佔比逐漸提升，公司綜合毛利率從18.89%一路上升至31.63%。
在中高端市場樹有一席之地以後，新潔能躊躇滿志，計劃在未來三年內，進一步樹立起中國半導體高端品牌形象。為此，公司擬籌資10.2億，用於以下三方面建設：研發更高性能功率器件、建設半導體封裝測試生產線與研發高性能原材料碳化硅。
首先是研發升級超低能耗高可靠性半導體功率器件。當前，該市場幾乎全是國外廠商的天下。以高功率MOSFET為例，英飛凌、安森美、意法半導體均已推出全球最先進的屏蔽柵功率和超結功率MOSFET，而國內有能力量產的廠商寥寥無幾，且可靠性與適用性離一流廠商仍有差距。
新潔能已具備屏蔽柵功率和超結功率MOSFET特色工藝技術，還計劃籌資4.8億元，用於打造新一代產品，以更適應新能源汽車、智能裝備等新興應用領域需求。
其次，為了把控產品質量、提升產品性能，新潔能計劃建設自有封裝測試生產線。在封測環節外包的模式下，新潔能擁有十多家封測服務供應商，它們技術水平存在差異、質量把控嚴格程度不一，這對公司產品質量保障造成一定困難。
此外，新潔能大量高功率密度產品，對封測生產線性能有着獨特的要求。公司希望建立特有的生產線，可令其產品在同等條件下，工作温度降低10℃，導通電阻降低7%，產品可靠性更高壽命更長。同時，掌握了封測技術，更有利於公司控制產品成本。
其三，新潔能還擬籌資1.1億元，用於先進材料碳化硅研發。碳化硅作為新一代半導體材料，具有更高的擊穿電場、熱導率、電子飽和速率及抗輻射能力，在高壓功率器件領域能夠完全克服硅材料弱點，更適合於製作高温、高頻、抗輻射及大功率器件。
2017年以來，我國碳化硅半導體產業逐步進入實質性推進的階段，國內多條SiC產線相繼投入使用，各環節產品也進入送樣驗證和小批量試生產階段，量產和規模化應用正在形成。如新潔能成功研發出碳化硅半導體量產技術，將有望縮短與國際一流廠商差距，提高市場競爭力。
手捧功率半導體領域最耀眼的兩顆“明珠”——MOSFET、IGBT，新潔能成為中高端市場稀缺標的，與英飛凌、安森美同台競技。展望未來，新潔能還將致力於攻破更高精尖技術，打造出一流產品，樹立中國半導體高端品牌形象。