第467期|深耕细分赛道的华羿微电如何用中低压MOS筑牢汽车芯片

本期大咖

赵俊亚

北京理工大学电子技术硕士学位，目前担任华羿微电子股份有限公司车规功率器件BU负责人

华羿微电子股份有限公司成立于2017年6月，是国内少数集功率器件研发设计、封装测试、可靠性验证和系统解决方案等服务于一体的的高新技术企业。公司采用“研发设计+封装测试+终端应用”的业务发展策略。自主研发产品有中低压功率MOSFET、超结MOSFET、系统级功率模块、IGBT、碳化硅MOSFET与硅肖特基二极管五大种类，目前，已量产的产品达到800余种，质量等级覆盖车规级、工业级以及消费级,形成了将器件设计、封测和应用有机整合、协同发展的业务布局。

在功率器件的赛道上，中低压MOS虽不如高压模块那般耀眼，却如毛细血管般遍布车身，一款高端车型的用量可达 400 余颗。如何让这些“微观能量阀门”损耗更低、可靠性更强？这考验着从晶圆设计到封装测试的全链条功底。

本期我们对话华羿微电车规事业部总监赵俊亚，正是想揭开其中的技术逻辑：为何分裂栅沟槽（SGT）工艺成为中低压MOS的主流选择？一支曾任职国际大厂的团队如何将数十年技术积累融入本土化创新？封测经验如何成为功率器件的隐形竞争力？

在国产替代尚不足20%的车载中低压MOS市场，技术突破的每一步都在重塑行业格局。接下来，让我们走进这场关于能量调控的技术深谈，看看那些藏在汽车“肌理”中的微观科技如何影响着出行体验的进化。

车规功率器件：智能汽车能量管理的

“隐形心脏”，藏着怎样的核心逻辑？

幻实：在新能源汽车行业，其实已经实现了极大的革新。当我们关注汽车行驶速度与转速提升时，众多功率器件工程师正致力于打造极致的性价比体验。本期，我邀请到的嘉宾是在功率器件赛道上深耕多年的资深从业者——华羿微电子股份有限公司（以下简称：华羿微电）车规事业部总监赵俊亚总。

赵俊亚：芯片揭秘的朋友们，大家好。

芯片揭秘 主播幻实（左）对话 华羿微电 车规事业部总监 赵俊亚（

幻实：刚才我与您简单交流后，也了解到您一直在负责车载相关的产品和业务，能否从技术的角度为我们拆解：车规功率器件在新能源汽车中究竟发挥着怎样的核心作用？您之前提到它是汽车的“心脏”，为何会提出这样的观点呢？

赵俊亚：大家知道，汽车所用到的芯片种类繁多，既包含各类MCU（微控制单元），也有负责信号或模拟电源处理的IC，还有各种逻辑芯片，而功率器件是其中非常重要的一大类。在整个汽车，尤其是新能源汽车的电气架构中，汽车最核心的功能是运动控制，即控制汽车的各种运动的状态。其中，CPU 或 MCU 这类中央处理器可为汽车的“大脑”提供各种各样的算法，以此控制汽车的各种行为。但汽车的各类运动控制需要不同类型、不同功率的执行机构。类似传统汽车的发动机，新能源汽车加装的主电机及大大小小的车身各种部件辅助电机，都需要结合电驱控制器，为汽车提供所需的各种动力，这些提供动力的核心组成部分，其核心就是功率器件。我们可以说，中央处理器（CPU或MCU） 是汽车的“大脑”，而功率器件为执行机构提供动力，它就类似于人体中为“大脑”和为身体供能的“心脏”，能让执行机构按照各类算法完成相应的运动动作。

华羿微电车规产品在汽车中的应用(图源：华羿微电)

幻实：所以说，功率器件在汽车部件中确实起到了非常重要的底层支撑作用。那么，它是如何保障新能源汽车实现能量高效管理的？这其中的逻辑又是什么呢？

赵俊亚：其实可以这样理解：芯片IC等集成电路主要负责处理信号，而功率器件的核心功能是处理能量。最直观地说，它能够通过弱电方式，或者人可安全触碰的控制方式，来调控大功率能量。我们知道，无论是汽车还是其他各类电力系统，在处理能量的过程中，自身都会一定的能量损耗；而这种损耗的比重，直接决定了整个车载零部件系统的能效水平。

为实现较高的能效转换，我们自然希望功率器件自身的损耗越低越好。而影响功率器件自身损耗的因素有很多，这与功率器件的种类、自身结构以及材料组成都息息相关。作为汽车的核心部件，功率器件的发展趋势宗旨始终不变，那就是不断地降低自身损耗，以此提高整体的能效转换水平。

SGT工艺三重进阶：

车规MOS的性能突破密码

幻实：所以说，功率器件在发展中存在一些共性问题亟待解决。回到华羿微电来看，我了解到咱们在 SGT MOSFET技术领域已有布局，且相关性能较为优越。所以我想向您请教：在这一技术方向上，取得了哪些突破？这些突破是如何实现的？又能带来怎样的价值？

赵俊亚：首先，华羿微电这边目前在车载功率器件领域提供的产品品类确实还主要以中低压 MOS 为主。刚才您提到的内容也很专业，您所说的“SGT”这一专业术语，我们也可称之为 split gate trench（分裂栅沟槽） 工艺结构，这也是中低压MOS，尤其是在车载应用中较为主流的一种工艺类型。

SGT MOSFET工艺(图源：华羿微电)

传统Trench MOSFET工艺(图源：华羿微电)

赵俊亚：华羿这边我们的SGT工艺，考核一款产品最终效果的核心要素主要从三个方面考量：一是晶圆设计，例如SGT工艺的设计；二是晶圆工艺的实现，也就是晶圆制造环节，；最后是封装测试环节。

功率器件与集成电路相比往往存在一些区别，因为在处理能量的过程中会产生大量热耗散，因此对封装的要求更高。此外，从单体器件的综合性能及成本等角度考虑，封装环节的成本占比有时会更高。

从这三方面来看，在晶圆设计方面，我们的团队成员均为曾任职于Fairchild、Onsemi、Vishay、AOS等企业的资深专家与博士，他们于2018年回国创业，加入华羿后主导中高端功率器件，尤其是车载 SGT 工艺的设计工作。他们对晶圆结构设计及工艺实现拥有精湛的技术积累。
此外，我们还与国内乃至国际顶尖的晶圆制造厂家建立了合作——他们专攻SGT型 MOS工艺，在行业内处于领先地位。双方围绕SGT工艺开展了深度协作，共同致力于将工艺水准提升到进口品牌的水平。经过持续努力，目前我们这一代SGT晶圆的能力已非常接近英飞凌、安森美等国际主流厂商最新平台的技术水平。

华羿微电体系认证(图源：华羿微电)

从晶圆设计与制造的角度来看，虽然我们与进口的国际知名大品牌在新一代顶尖设计与工艺上仍存在一定差距，但在国内已代表着非常前沿、先进的水平。因此，就芯片的性能而言，其在国内已经达到顶尖的水准。从关键指标来看，其RSP（单位面积内阻）及FOM（优值） 等因子均已达到非常先进的水平。

幻实：这也是一个需要长期积累的过程。

赵俊亚：这确实是一个积累的过程。我们团队的几位资深博士专家在行业深耕期间造诣深厚，而行业内的设计与制造工作本就是一个不断“踩坑”积累经验、并在此基础上逐步优化、改进和完善的过程，正是通过这样的积累才达到了如今的水平。

我们来讲封装测试。封装和测试是产品最终出厂的关键环节。华羿的母公司华天集团在半导体芯片封测领域已深耕数十年，始终专注于该领域的经营；华羿自身也拥有运营多年的封测工厂，长期为全球多家行业大厂提供封测代工服务。因此，我们在这一过程中积累了丰富的封测技术经验（know-how），这些经验能够有效助力功率器件——尤其是车规中低压MOSFET的生产，最终实现车载产品零缺陷、高质量的目标。

华天科技(图源：华羿微电)

幻实：所以其实你们比其他的功率器件在封装方面相比其他企业更具优势和心得，因此对最终交付的成品也更加有保障。

赵俊亚：没错

深耕中低压赛道：

国产MOS如何突围，又藏着哪些机遇？

幻实：我想请教您一下，目前华羿有多少款产品已经上车了？面向车载市场的产品，与其他市场相比有什么特殊的要求吗？

赵俊亚：其实我们的车载产品目前面向市场量产或即将量产的开发中产品已接近上百款，其中已有近40余款产品应用于多家车企或零部件厂商的终端产品中，这些产品目前已随车辆在道路上稳定行驶多年。这40多款产品被广泛应用于车身各类部件。

从核心的安全相关底盘系统，包含转向、刹车、车身稳定、驻车及悬架等领域，到车身各类部件的动力系统，以及热管理——热管理部件涵盖水泵、油泵、大功率散热风扇、空调鼓风机风扇的冷却等；此外，在车身各类控制中也有大量应用。尤其当前车身控制机构正从传统的中央集成控制向区域控制变革，传统的的座椅、门窗等集中控制方式逐渐升级为区域控制器模式，而不同位置的区域控制单元都需要大量的MOS。同时，随着传统机械继电器逐渐通过电气化改造转为电子控制方式，对中低压MOS 产品的需求也大幅增加。目前我们与主流车厂及Tier 1 厂商在这一领域的合作已非常深入和广泛。

车规中低压MOS主要封装形式(图源：华羿微电)

幻实：听起来你们已经在这一领域做了大量开拓工作。

赵俊亚：是的，目前取得了比较深入的进展。

幻实：我想请教您一个相对有挑战的问题：现在汽车赛道是大家普遍关注的方向，行业内不少原本做其他领域半导体的同行，慢慢地都在逐步加大在汽车行业的应用布局，比如上市公司斯达、士兰微等都设立了专门的车BU来推进相关业务。那么华羿微如何保持竞争优势？面对竞争有什么样的破局之道？

赵俊亚：确实现在有越来越多的参与者涌入功率器件车载赛道。首先，一辆车中的功率器件分很多品类，尤其是新能源汽车，涵盖高压大功率主驱系统、OBC（车载充电器）、DC/DC转换器，以及刚才提到的底盘、车身、车灯等传统部件，用到的器件种类各不相同。大家耳熟能详的，比如主驱系统用的功率模块，像IGBT模块或碳化硅模块。

我们的特点在于，如刚才所说，功率器件的种类本身决定了存在很多细分赛道。我们华羿并不是包罗万象，没有涵盖所有功率器件品类，而是选择了适合自身发展的细分领域，尤其是分立器件中的中低压MOS以及部分分立IGBT——这些领域虽然单价较低但整体价值含量较高。而像碳化硅模块、IGBT模块等功率模块，甚至超结MOS等领域，我们并未过多涉及；碳化硅相关产品我们目前也没有涉足。大家都知道，这两年行业竞争激烈，且竞争层级各不相同：碳化硅领域竞争最激烈，IGBT领域竞争也较为激烈，我们所在的中低压MOS细分赛道竞争同样激烈。但我们结合集团及公司自身优势，比如刚才提到的设计经验及封测擅长，我们在分立器件很封测方面拥有多年积累的历史和经验，因此前期聚焦在擅长的中低压MOS赛道。

车规IGBT产品主要封装形式(图源：华羿微电)

您刚才提到的斯达，他们聚焦于车载主驱用的功率模块，其实并未涉及中低压MOS领域； 士兰微产品线则非常丰富，在车载领域涵盖各类碳化硅、IGBT产品，虽然在中低压MOS领域与我们有一定重合，但相对而言我们更为专注。中低压MOS是我们的核心业务板块，所有资源和努力都围绕这一板块展开，因此无论是从产品还是市场角度，我们都投入了大量心血精雕细琢。市面上其他友商各有擅长领域，有的聚焦碳化硅，有的聚焦IGBT，有的聚焦各类功率模块，而我们始终专注于中低压MOS分立器件，且未向小信号器件领域拓展——比如车载二极管、三极管、TVS等，我们都没有涉及，核心产品就是中低压MOS。

单就中低压MOS而言，虽然单体单价不高，但在整车BOM中的占比其实相对较高，甚至不亚于功能模块或IGBT、碳化硅器件：一辆车搭载几百颗中低压MOS，对应价值可达数百元；而且无论是新能源汽车还是传统汽车，都需要大量使用这类器件，因此这一领域受单一市场波动的影响相对较小。

幻实：就像螺丝钉一样重要。

赵俊亚：确实像螺丝钉一样重要。应用场景广泛、遍地开花，可谓“东边不亮西边亮”，因此不太会受到新能源汽车周期波动对市场容量的影响。其实我们有一组数据：在国内市场中低压MOS的车载市场容量已达数十亿元，但目前国产替代的比重能达到20% 就已不错。

幻实：那国产替代的空间巨大。

赵俊亚：对，国产替代有巨大空间，所以我们非常欢迎国内各路友商共同努力，一起分这块蛋糕——不是互相内卷把国内同行卷出局，而是携手推进进口替代，共同分享市场机遇。

产品覆盖(图源：华羿微电)

幻实：赵总讲得非常清晰，我现在很清晰地知道你们的打法和特色了：专注自己擅长的领域，把它做好、做大规模，而不是看到别人在做什么就跟风去做。

赵俊亚：这个行业不能随大溜，我们不会盲目跟风。

幻实：请赵总给我们展望一下未来，比如说 5 到 10 年，您觉得汽车赛道的格局会怎么样？你们又会在这个格局中做什么样的布局？

赵俊亚：未来 5 到 10 年，整个汽车行业的变革可以总结为三个方向：自动化、互联化和智能化。其中智能化体现在智能感知领域，比如各类雷达、成像系统等技术的应用。

汽车雷达(图源：搜狗百科)

自动化方面，传统车身部件的控制方式正经历深刻变革：过去很多机械控制方式正逐步向电气化改造升级，比如车身底盘的转向系统，已从液压转向衍生出电子控制系统及线控转向、线控底盘技术；车身控制架构也从中央集成模式转变为区域控制模式；此外，车灯等部件也实现了更多智能化功能。

这一过程中，自动化变革与我们的业务联系尤为紧密。电气化改造涉及大量运动控制需求，车身因此需要增加更多大功率或小功率电机；而有电机的地方就需要控制与驱动，控制与驱动环节又离不开各类功率器件。因此，汽车功率器件的种类和用量都会持续增加。比如现在一个看似普通的座椅，内部可能就包含几十个电机，功能越来越丰富，带来了更优的使用体验。车身电机的数量较几年前已大幅增长，这对功率器件的需求形成了直接利好。

幻实：应用场景确实越来越多了。

赵俊亚：对，应用场景不断增多，功率器件的使用种类和数量也会与日俱增。因此，我们会继续聚焦擅长的赛道，把重点布局的细分领域产品做精做扎实，为汽车行业提供高质量、高品质的产品与服务，以迎接汽车产业变革带来的机遇。随着汽车产业的持续发展，我们也有望在其中分享到增长红利。

幻实：赵总的分享让我们更加坚定了信心，汽车行业确实还有很多值得挖掘的场景，值得持续关注。非常感谢赵总的精彩分享，也祝华羿微电未来在汽车赛道发展得越来越好。