第467期|深耕細分賽道的華羿微電如何用中低壓MOS筑牢汽車芯片

本期大咖

趙俊亞

北京理工大學電子技術碩士學位，目前擔任華羿微電子股份有限公司車規功率器件BU負責人

華羿微電子股份有限公司成立于2017年6月，是國內少數集功率器件研發設計、封裝測試、可靠性驗證和系統解決方案等服務于一體的的高新技術企業。公司采用“研發設計+封裝測試+終端應用”的業務發展策略。自主研發產品有中低壓功率MOSFET、超結MOSFET、系統級功率模塊、IGBT、碳化硅MOSFET與硅肖特基二極管五大種類，目前，已量產的產品達到800余種，質量等級覆蓋車規級、工業級以及消費級,形成了將器件設計、封測和應用有機整合、協同發展的業務布局。

在功率器件的賽道上，中低壓MOS雖不如高壓模塊那般耀眼，卻如毛細血管般遍布車身，一款高端車型的用量可達 400 余顆。如何讓這些“微觀能量閥門”損耗更低、可靠性更強？這考驗著從晶圓設計到封裝測試的全鏈條功底。

本期我們對話華羿微電車規事業部總監趙俊亞，正是想揭開其中的技術邏輯：為何分裂柵溝槽（SGT）工藝成為中低壓MOS的主流選擇？一支曾任職國際大廠的團隊如何將數十年技術積累融入本土化創新？封測經驗如何成為功率器件的隱形競爭力？

在國產替代尚不足20%的車載中低壓MOS市場，技術突破的每一步都在重塑行業格局。接下來，讓我們走進這場關于能量調控的技術深談，看看那些藏在汽車“肌理”中的微觀科技如何影響著出行體驗的進化。

車規功率器件：智能汽車能量管理的

“隱形心臟”，藏著怎樣的核心邏輯？

幻實：在新能源汽車行業，其實已經實現了極大的革新。當我們關注汽車行駛速度與轉速提升時，眾多功率器件工程師正致力于打造極致的性價比體驗。本期，我邀請到的嘉賓是在功率器件賽道上深耕多年的資深從業者——華羿微電子股份有限公司（以下簡稱：華羿微電）車規事業部總監趙俊亞總。

趙俊亞：芯片揭秘的朋友們，大家好。

芯片揭秘 主播幻實（左）對話 華羿微電 車規事業部總監 趙俊亞（

幻實：剛才我與您簡單交流后，也了解到您一直在負責車載相關的產品和業務，能否從技術的角度為我們拆解：車規功率器件在新能源汽車中究竟發揮著怎樣的核心作用？您之前提到它是汽車的“心臟”，為何會提出這樣的觀點呢？

趙俊亞：大家知道，汽車所用到的芯片種類繁多，既包含各類MCU（微控制單元），也有負責信號或模擬電源處理的IC，還有各種邏輯芯片，而功率器件是其中非常重要的一大類。在整個汽車，尤其是新能源汽車的電氣架構中，汽車最核心的功能是運動控制，即控制汽車的各種運動的狀態。其中，CPU 或 MCU 這類中央處理器可為汽車的“大腦”提供各種各樣的算法，以此控制汽車的各種行為。但汽車的各類運動控制需要不同類型、不同功率的執行機構。類似傳統汽車的發動機，新能源汽車加裝的主電機及大大小小的車身各種部件輔助電機，都需要結合電驅控制器，為汽車提供所需的各種動力，這些提供動力的核心組成部分，其核心就是功率器件。我們可以說，中央處理器（CPU或MCU） 是汽車的“大腦”，而功率器件為執行機構提供動力，它就類似于人體中為“大腦”和為身體供能的“心臟”，能讓執行機構按照各類算法完成相應的運動動作。

華羿微電車規產品在汽車中的應用(圖源：華羿微電)

幻實：所以說，功率器件在汽車部件中確實起到了非常重要的底層支撐作用。那么，它是如何保障新能源汽車實現能量高效管理的？這其中的邏輯又是什么呢？

趙俊亞：其實可以這樣理解：芯片IC等集成電路主要負責處理信號，而功率器件的核心功能是處理能量。最直觀地說，它能夠通過弱電方式，或者人可安全觸碰的控制方式，來調控大功率能量。我們知道，無論是汽車還是其他各類電力系統，在處理能量的過程中，自身都會一定的能量損耗；而這種損耗的比重，直接決定了整個車載零部件系統的能效水平。

為實現較高的能效轉換，我們自然希望功率器件自身的損耗越低越好。而影響功率器件自身損耗的因素有很多，這與功率器件的種類、自身結構以及材料組成都息息相關。作為汽車的核心部件，功率器件的發展趨勢宗旨始終不變，那就是不斷地降低自身損耗，以此提高整體的能效轉換水平。

SGT工藝三重進階：

車規MOS的性能突破密碼

幻實：所以說，功率器件在發展中存在一些共性問題亟待解決?；氐饺A羿微電來看，我了解到咱們在 SGT MOSFET技術領域已有布局，且相關性能較為優越。所以我想向您請教：在這一技術方向上，取得了哪些突破？這些突破是如何實現的？又能帶來怎樣的價值？

趙俊亞：首先，華羿微電這邊目前在車載功率器件領域提供的產品品類確實還主要以中低壓 MOS 為主。剛才您提到的內容也很專業，您所說的“SGT”這一專業術語，我們也可稱之為 split gate trench（分裂柵溝槽） 工藝結構，這也是中低壓MOS，尤其是在車載應用中較為主流的一種工藝類型。

SGT MOSFET工藝(圖源：華羿微電)

傳統Trench MOSFET工藝(圖源：華羿微電)

趙俊亞：華羿這邊我們的SGT工藝，考核一款產品最終效果的核心要素主要從三個方面考量：一是晶圓設計，例如SGT工藝的設計；二是晶圓工藝的實現，也就是晶圓制造環節，；最后是封裝測試環節。

功率器件與集成電路相比往往存在一些區別，因為在處理能量的過程中會產生大量熱耗散，因此對封裝的要求更高。此外，從單體器件的綜合性能及成本等角度考慮，封裝環節的成本占比有時會更高。

從這三方面來看，在晶圓設計方面，我們的團隊成員均為曾任職于Fairchild、Onsemi、Vishay、AOS等企業的資深專家與博士，他們于2018年回國創業，加入華羿后主導中高端功率器件，尤其是車載 SGT 工藝的設計工作。他們對晶圓結構設計及工藝實現擁有精湛的技術積累。
此外，我們還與國內乃至國際頂尖的晶圓制造廠家建立了合作——他們專攻SGT型 MOS工藝，在行業內處于領先地位。雙方圍繞SGT工藝開展了深度協作，共同致力于將工藝水準提升到進口品牌的水平。經過持續努力，目前我們這一代SGT晶圓的能力已非常接近英飛凌、安森美等國際主流廠商最新平臺的技術水平。

華羿微電體系認證(圖源：華羿微電)

從晶圓設計與制造的角度來看，雖然我們與進口的國際知名大品牌在新一代頂尖設計與工藝上仍存在一定差距，但在國內已代表著非常前沿、先進的水平。因此，就芯片的性能而言，其在國內已經達到頂尖的水準。從關鍵指標來看，其RSP（單位面積內阻）及FOM（優值） 等因子均已達到非常先進的水平。

幻實：這也是一個需要長期積累的過程。

趙俊亞：這確實是一個積累的過程。我們團隊的幾位資深博士專家在行業深耕期間造詣深厚，而行業內的設計與制造工作本就是一個不斷“踩坑”積累經驗、并在此基礎上逐步優化、改進和完善的過程，正是通過這樣的積累才達到了如今的水平。

我們來講封裝測試。封裝和測試是產品最終出廠的關鍵環節。華羿的母公司華天集團在半導體芯片封測領域已深耕數十年，始終專注于該領域的經營；華羿自身也擁有運營多年的封測工廠，長期為全球多家行業大廠提供封測代工服務。因此，我們在這一過程中積累了豐富的封測技術經驗（know-how），這些經驗能夠有效助力功率器件——尤其是車規中低壓MOSFET的生產，最終實現車載產品零缺陷、高質量的目標。

華天科技(圖源：華羿微電)

幻實：所以其實你們比其他的功率器件在封裝方面相比其他企業更具優勢和心得，因此對最終交付的成品也更加有保障。

趙俊亞：沒錯

深耕中低壓賽道：

國產MOS如何突圍，又藏著哪些機遇？

幻實：我想請教您一下，目前華羿有多少款產品已經上車了？面向車載市場的產品，與其他市場相比有什么特殊的要求嗎？

趙俊亞：其實我們的車載產品目前面向市場量產或即將量產的開發中產品已接近上百款，其中已有近40余款產品應用于多家車企或零部件廠商的終端產品中，這些產品目前已隨車輛在道路上穩定行駛多年。這40多款產品被廣泛應用于車身各類部件。

從核心的安全相關底盤系統，包含轉向、剎車、車身穩定、駐車及懸架等領域，到車身各類部件的動力系統，以及熱管理——熱管理部件涵蓋水泵、油泵、大功率散熱風扇、空調鼓風機風扇的冷卻等；此外，在車身各類控制中也有大量應用。尤其當前車身控制機構正從傳統的中央集成控制向區域控制變革，傳統的的座椅、門窗等集中控制方式逐漸升級為區域控制器模式，而不同位置的區域控制單元都需要大量的MOS。同時，隨著傳統機械繼電器逐漸通過電氣化改造轉為電子控制方式，對中低壓MOS 產品的需求也大幅增加。目前我們與主流車廠及Tier 1 廠商在這一領域的合作已非常深入和廣泛。

車規中低壓MOS主要封裝形式(圖源：華羿微電)

幻實：聽起來你們已經在這一領域做了大量開拓工作。

趙俊亞：是的，目前取得了比較深入的進展。

幻實：我想請教您一個相對有挑戰的問題：現在汽車賽道是大家普遍關注的方向，行業內不少原本做其他領域半導體的同行，慢慢地都在逐步加大在汽車行業的應用布局，比如上市公司斯達、士蘭微等都設立了專門的車BU來推進相關業務。那么華羿微如何保持競爭優勢？面對競爭有什么樣的破局之道？

趙俊亞：確實現在有越來越多的參與者涌入功率器件車載賽道。首先，一輛車中的功率器件分很多品類，尤其是新能源汽車，涵蓋高壓大功率主驅系統、OBC（車載充電器）、DC/DC轉換器，以及剛才提到的底盤、車身、車燈等傳統部件，用到的器件種類各不相同。大家耳熟能詳的，比如主驅系統用的功率模塊，像IGBT模塊或碳化硅模塊。

我們的特點在于，如剛才所說，功率器件的種類本身決定了存在很多細分賽道。我們華羿并不是包羅萬象，沒有涵蓋所有功率器件品類，而是選擇了適合自身發展的細分領域，尤其是分立器件中的中低壓MOS以及部分分立IGBT——這些領域雖然單價較低但整體價值含量較高。而像碳化硅模塊、IGBT模塊等功率模塊，甚至超結MOS等領域，我們并未過多涉及；碳化硅相關產品我們目前也沒有涉足。大家都知道，這兩年行業競爭激烈，且競爭層級各不相同：碳化硅領域競爭最激烈，IGBT領域競爭也較為激烈，我們所在的中低壓MOS細分賽道競爭同樣激烈。但我們結合集團及公司自身優勢，比如剛才提到的設計經驗及封測擅長，我們在分立器件很封測方面擁有多年積累的歷史和經驗，因此前期聚焦在擅長的中低壓MOS賽道。

車規IGBT產品主要封裝形式(圖源：華羿微電)

您剛才提到的斯達，他們聚焦于車載主驅用的功率模塊，其實并未涉及中低壓MOS領域； 士蘭微產品線則非常豐富，在車載領域涵蓋各類碳化硅、IGBT產品，雖然在中低壓MOS領域與我們有一定重合，但相對而言我們更為專注。中低壓MOS是我們的核心業務板塊，所有資源和努力都圍繞這一板塊展開，因此無論是從產品還是市場角度，我們都投入了大量心血精雕細琢。市面上其他友商各有擅長領域，有的聚焦碳化硅，有的聚焦IGBT，有的聚焦各類功率模塊，而我們始終專注于中低壓MOS分立器件，且未向小信號器件領域拓展——比如車載二極管、三極管、TVS等，我們都沒有涉及，核心產品就是中低壓MOS。

單就中低壓MOS而言，雖然單體單價不高，但在整車BOM中的占比其實相對較高，甚至不亞于功能模塊或IGBT、碳化硅器件：一輛車搭載幾百顆中低壓MOS，對應價值可達數百元；而且無論是新能源汽車還是傳統汽車，都需要大量使用這類器件，因此這一領域受單一市場波動的影響相對較小。

幻實：就像螺絲釘一樣重要。

趙俊亞：確實像螺絲釘一樣重要。應用場景廣泛、遍地開花，可謂“東邊不亮西邊亮”，因此不太會受到新能源汽車周期波動對市場容量的影響。其實我們有一組數據：在國內市場中低壓MOS的車載市場容量已達數十億元，但目前國產替代的比重能達到20% 就已不錯。

幻實：那國產替代的空間巨大。

趙俊亞：對，國產替代有巨大空間，所以我們非常歡迎國內各路友商共同努力，一起分這塊蛋糕——不是互相內卷把國內同行卷出局，而是攜手推進進口替代，共同分享市場機遇。

產品覆蓋(圖源：華羿微電)

幻實：趙總講得非常清晰，我現在很清晰地知道你們的打法和特色了：專注自己擅長的領域，把它做好、做大規模，而不是看到別人在做什么就跟風去做。

趙俊亞：這個行業不能隨大溜，我們不會盲目跟風。

幻實：請趙總給我們展望一下未來，比如說 5 到 10 年，您覺得汽車賽道的格局會怎么樣？你們又會在這個格局中做什么樣的布局？

趙俊亞：未來 5 到 10 年，整個汽車行業的變革可以總結為三個方向：自動化、互聯化和智能化。其中智能化體現在智能感知領域，比如各類雷達、成像系統等技術的應用。

汽車雷達(圖源：搜狗百科)

自動化方面，傳統車身部件的控制方式正經歷深刻變革：過去很多機械控制方式正逐步向電氣化改造升級，比如車身底盤的轉向系統，已從液壓轉向衍生出電子控制系統及線控轉向、線控底盤技術；車身控制架構也從中央集成模式轉變為區域控制模式；此外，車燈等部件也實現了更多智能化功能。

這一過程中，自動化變革與我們的業務聯系尤為緊密。電氣化改造涉及大量運動控制需求，車身因此需要增加更多大功率或小功率電機；而有電機的地方就需要控制與驅動，控制與驅動環節又離不開各類功率器件。因此，汽車功率器件的種類和用量都會持續增加。比如現在一個看似普通的座椅，內部可能就包含幾十個電機，功能越來越豐富，帶來了更優的使用體驗。車身電機的數量較幾年前已大幅增長，這對功率器件的需求形成了直接利好。

幻實：應用場景確實越來越多了。

趙俊亞：對，應用場景不斷增多，功率器件的使用種類和數量也會與日俱增。因此，我們會繼續聚焦擅長的賽道，把重點布局的細分領域產品做精做扎實，為汽車行業提供高質量、高品質的產品與服務，以迎接汽車產業變革帶來的機遇。隨著汽車產業的持續發展，我們也有望在其中分享到增長紅利。

幻實：趙總的分享讓我們更加堅定了信心，汽車行業確實還有很多值得挖掘的場景，值得持續關注。非常感謝趙總的精彩分享，也祝華羿微電未來在汽車賽道發展得越來越好。