#辅助驾驶# #理想汽车##小鹏汽车##零跑汽车#【开启辅助驾驶功能发生事故,该由谁承担责任?】
来源:中国新闻周刊微信公号
近年来,随着新能源汽车销量的持续走高,有关于电池安全和辅助驾驶系统安全的问题一直争议不断。作为新能源车企的典型代表“蔚小理”三家,也因一些事故导致质疑声不断。

有网友曝光,8月8日,一辆理想ONE在某高速路段以77公里/时的车速径直撞上一辆打着双闪且停在路边的工程车辆,事发时驾驶人开启了ACC自适应巡航和车道保持辅助功能。

8月10日,浙江宁波机场南路高架上,一辆小鹏P7汽车冲向了前方停在路上的故障车辆,导致一名黑衣男子身亡。驾驶人称事发时已经开启了LCC(车道居中辅助功能),但车辆并没有自动刹停。

8月14日,一辆零跑汽车在沈海高速温州萧江路段行驶过程中与前车发生追尾事故。有媒体报道,驾驶人自称在事故发生时开启了ACC自适应巡航。

目前对于事故与辅助驾驶系统的关联度尚无定论,车辆当时是否开启了辅助驾驶功能也还未确定,但仍在网络上引起热议。事实上,对于多数网友而言,对这几起事故的讨论多少有几分“感同身受”的缘故。LCC、ACC等辅助驾驶功能,在近几年的多数车型上都有配置,车主日常驾驶中也经常使用这些功能。所以看到这些事故后,难免心存疑虑:辅助驾驶,真的不安全吗?

司机“失神”

通过梳理三起事故案件可以发现,三位驾驶人在事故发生前均自称开启了辅助驾驶系统,但在事故发生时,驾驶员不是双手脱离了方向盘,就是走神了。

对于8月8日事故,理想官方做出回应:“用户是开启了 NOA(导航辅助驾驶)功能,但用户一直处于脱手情况也就是没有握方向盘。此外这个事故时超出了2021款理想ONE的ADAS的工作范围(静止车辆)。”同时还称,“目前事故已经处理完成,用户认可发生事故的原因。”

8月11日,事件发酵后,小鹏汽车做出回应:“经核实,8月10日下午,宁波一车主驾驶车辆与前方检查车辆故障人员发生碰撞,发生人员伤亡。我们为本次事故中不幸离世的遇难者感到悲痛和惋惜。目前交警部门已经立案处理,门店已第一时间前往现场协助处理。我们将全力配合相关部门进行事故调查,持续跟进后续结果,并协助客户处理后续相关事宜。”

一段疑似事故中小鹏P7驾驶员的聊天截图显示,其在行驶中突遇道路前方车辆故障抛锚,前车车主(被撞人)站在故障车辆后,但辅助驾驶功能“没识别到”“没有预警”,自己“又刚好分神”,致其驾驶的车辆撞上前车及前车车主。

8月15日,零跑汽车回应称,涉事车辆的车型为零跑C11,被追尾车内一人伤势轻微。由于后台数据和用户的对话内容涉及隐私,授权流程还需要时间,因此事故原因等相关信息暂时不便披露。经确认,车辆发生碰撞事故前处于人为驾驶状态,并非开启ACC模式(自适应巡航控制)。

据媒体报道,肇事车主称,涉事车辆是买回一个月左右的新车,事故发生时自己开启了“自适应巡航”功能,正巧当时自己喝了口水,“发现跑偏了,立马拉回来已经来不及了”。

即便信息有限,仍不难看出这几起事故的共同点:驾驶人员都没有全神贯注,且对辅助驾驶功能的信赖程度较高,而在事后都表达了辅助驾驶系统并未能如预期般发挥功能。

尽管人为因素并不能排除,但网友仍对此争议不休。L2级辅助驾驶系统早已应用于多数车型上,为何仍未能及时识别障碍物并做出应急反应?几起事故都存在放松驾驶警惕的行为,应该由驾驶员负责,还是车企负责?

辅助“失灵”

近几年智能驾驶系统的不断升级,令人们对于无人驾驶的期待越来越高。但一个早已被抛出的话题,却至今仍无答案:当车辆的控制权被交给系统,发生事故后,责任应归于没有驾驶行为的驾驶员,还是生产制造车辆的企业?

近期理想与小鹏的事故,均是撞上了前方静止车辆。当辅助驾驶系统面对静止车辆,为何完全没有反应,也是被质疑的关键点。毕竟,几家新势力造车企业都曾反复宣传其在车辆智能方面的先进性。

从网传的聊天记录来看,小鹏P7车主称,以前也遇到过紧急情况,车辆是有预警的,但这次完全没有预警。

实际上,当下所有拥有辅助驾驶功能的车型,都会标配AEB(自动紧急制动)功能,目的是防止追尾,减轻碰撞。但问题在于,AEB生效的条件比较严苛——应对加塞容易失效,对静止物体容易失效,车速超过一定范围(通常是60km/h-80km/h)也可能失效。

8月10日涉事的小鹏P7搭载的是小鹏辅助驾驶XPILOT 2.5版本软件,包括LCC(车道居中辅助)、ACC(自适应巡航)和自动变道辅助等功能。这些功能主要是依托视觉和毫米波雷达的融合来感知外界,而毫米波雷达在速度过快的情况下,对静态物体的识别能力很弱。

理想汽车创始人李想曾表示:“目前摄像头+毫米波雷达的组合像青蛙的眼睛,对于动态物体判断还好,对于非标准的静态物体几乎无能。视觉在这个层面的进展几乎停滞,哪怕是动态,车辆以外的识别率也低于80%,千万别真当自动驾驶来使用。”

可以说,现有辅助驾驶系统大多数时候都在依靠单目摄像头加传统毫米波雷达两个“二维生物”认识世界——摄像头看不到深度,毫米波雷达测不到高度。但问题在于,现实是复杂的三维,辅助驾驶系统需要人类这一智慧的三维生物来兜底。

但在相关事故发生后,也很难真的让车企来背这个“锅”。

小鹏汽车用户手册中显示,LCC(车道居中辅助)是“一项舒适性辅助驾驶功能”,通过配置单目摄像头+前置毫米波雷达,辅助驾驶员控制方向盘,持续将车辆居中在当前车道,前提是在激活ACC(自适应巡航)功能后,LCC(车道居中辅助)才可使用,该功能属于最基本的L2级辅助驾驶范畴。

小鹏用户手册中ACC+LCC(自适应巡航+车道居中辅助)使用警告长达52条,列举了各种系统可能无法工作的场景,其中就包括可能无法响应静态障碍物。除此之外,也有小鹏汽车用户表示,车主首次培训时,小鹏汽车就指明ACC+LCC无法识别低速或静止的工程车/清扫车、横停的事故车、凸出的隔离带或者水泥墩等,需要车主立即接管车辆。

在特斯拉网站上,也清楚说明了主动巡航控制是个辅助功能,车主的手不能脱离方向盘,且注意力得一直放在驾驶上,准备迅速采取修正措施。

“就该情况而言,车企的确已经通过用户手册进行了风险提示,车主本应尽到注意的义务。 ”一名汽车行业资深律师坦言。

也有专家认为,辅助驾驶系统“失灵”问题可能不在静止上,而是在这些较为罕见的、低频出现的场景,比如高速路上有侧翻卡车,这种场景出现的频率太低了。在目前的技术框架下,瓶颈还是在罕见场景的数据量上,而不在于传感器。

总体而言,要绕过静态物体这个“致命杀手”,辅助驾驶系统还有很长的路要走。

营销“失真”

在辅助驾驶系统相关的事故中,让车企完全担责并不公平,但要说企业无辜,却更难令人信服。

无论官方如何定义,在销售终端,销售顾问对于辅助驾驶系统的解释往往更加宽泛,让只能实现部分自动化、离不开驾驶者参与的辅助驾驶功能,被消费者默认为“自动驾驶”。

销售人员在这一过程中的言谈,很难说没有刻意引导。

“现实生活中,很少用户真的会在开车之前特意去看说明书,时刻牢记哪些工况才能开启功能。”一位拥有传统车型和新能源车型销售从业经验的销售顾问告诉中国新闻周刊,甚至于在日常使用过程中,用户将辅助驾驶功能有意无意当做自动驾驶使用乃至炫耀的行为并不鲜见。

新手司机张明(化名)在高速使用辅助驾驶系统后称,自己只敢在路上车辆较少的高速路上用,接电话,紧急回复个微信,吃东西喝水,还是很方便的。

而这种多数车主都会有的普遍想法,却是最需警惕的关键问题。“最可怕的不是驾驶员把辅助驾驶系统当成全自动驾驶,而是逐渐了解它的能力后,开始不由自主的放松警惕,也允许自己放松警惕,似乎从前对于辅助驾驶系统不信任所带来的不确定性已然消失。”上述销售顾问表示。

另一方面,汽车厂商科技感十足的宣传也容易令用户对汽车智能化的理解存有偏差,出现巨大的信息断层。

辅助驾驶系统的全方位宣传的确增加了车主对智能辅助驾驶功能的期待值,用户在使用过程中也渐渐产生了“依赖”。但透支预期功能,往往会让用户对车辆的辅助驾驶功能抱有不合理期待。用户觉得可以走神,反正有摄像头监控、有各种摄像头、雷达等传感器,但实际上,系统仅仅是辅助驾驶而已,还远远不能实现替代功能。

“人工智能哪怕可以识别99.999%,但达不到100%。而往往出事就是那0.001%的不能识别。这是AI的局限性。”有业内人士表示,对于消费者来说,99次成功,1次失败,或许就是致命的。

虽然现在的辅助驾驶功能很多都配合上驾驶员监控,保证司机在目视前方、手握方向盘、保持注意力,但事故的发生往往就在几秒之间,智能系统仍旧无法完美识别出人类的“分神”。

值得注意的是,交通事故中涉及辅助驾驶或自动驾驶的,人作为主要驾驶责任人的前提已经明确。

今年8月1日,中国首部自动驾驶法规在深圳开始实施。根据《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》,有驾驶人的智能网联汽车发生交通违法或者有责任的事故,由驾驶人承担违法和赔偿责任。若因汽车本身存在缺陷造成损害的,车辆驾驶人或者所有人、管理人完成规定赔偿后,可以依法向生产者、销售者请求赔偿。

不过该法规适用的主体仍是测试车辆,而非乘用车、私家车。更何况,再完善的法律法规,也只能在事后明确责任,并不能消除事故。在智能汽车大行其道的当下,许多车主对于“辅助”二字的理解,似乎远远超过了其本身。

【“十强产业”看淄博|做好“两篇文章”加快转型升级】以产业而立、因产业而兴,作为全国120个老工业基地城市之一,淄博市围绕省“十强产业”行动计划,确立“紧盯前沿、打造生态、沿链聚合、集群发展”产业组织理念,大力实施产业赋能,着力做好“以创新绿色、动能转换优存量”和“以着眼未来、高端引领扩增量”两篇文章,加快推动淄博产业转型升级。

淄博着力构建金融平台,汇聚金融活水,释放新型金融业态集聚效应,促进老工业城市产业转型蝶变。图为淄博商务金融中心。

传统产业脱胎换骨

“别小看这点米粒大的聚合材料,它能拉丝2公里不断裂。”日前,在淄博市齐鲁化工区金山产业园天辰齐翔新材料有限公司,常务副总经理柴永峰说。这种聚合材料叫尼龙66,不但可用于纺织,还广泛用于轻量化的汽车、动车、航天器等。尼龙66的主要原材料是己二腈,过去全部依赖进口。

7月31日,天辰齐翔举行己二腈投产仪式,不仅标志着国内高端尼龙行业将吃上国产“面粉”,同时也为产业集群延链聚合、集群发展奠定了基础。

天辰齐翔新材料项目是国内首个采用民族自有技术实现己二腈工业化生产的项目,总投资200亿元。“预计项目一期装置达产后,即可实现营业收入超100亿元,利润超20亿元,上缴税金11亿元。”柴永峰说。

作为“链主”企业,天辰齐翔以己二腈为媒,在淄博当地以商招商的7个高端尼龙新材料项目也已陆续展开,一个总产值千亿级的新材料产业集群正加速形成,将有力推动传统化工产业向新材料跨越式升级发展,补齐我国尼龙产业链的短板,让尼龙66产品更大范围融入产业应用和人们的日常生活。

化工产业是淄博的支柱产业,也是传统产业里的“大块头”。过去,传统产业占淄博工业的比重达70%,而重化工又占传统产业比重的70%。虽然产业基础扎实、工业体系完备、门类齐全、配套能力强,但要素成本的上升、资源环境压力的加大、产能过剩的持续,化工、建陶等传统产业面临着严峻的转型压力。

淄博按照对技术工艺、产品体系、产品质量、产业链条、经济效益五个方面进行“优化”的路径,对机械、建材、纺织、医药等产业进行全链条改造,整个产业结构迎来了脱胎换骨的变化,推动传统产业提“高度”、增“厚度”、拉“长度”。对标省“十强”产业,淄博将新材料、智能装备、新医药、电子信息“四强”产业作为新旧动能转换的主攻方向。同时,还确立了“紧盯前沿、打造生态、沿链聚合、集群发展”产业组织理念,坚持做好“创新绿色、动能转换优存量”和“着眼未来、高端引领扩增量”两篇文章。

近三年,淄博关停取缔“散乱污”企业1.04万家,化工园区由28个减少到6个,化工企业从1135家减少到524家。2021年,淄博化工行业总投资737亿元的52个项目列入省高端化工项目库,位居全省前列,竣工达产后,预计可增收1424亿元。今年上半年,淄博全市规模以上“四强”产业增加值增长14.4%,占全市规模以上工业增加值比重达49.9%。

金融杠杆撬动企业技改

7月18日8:30,装车、发货,看着满载35吨瓷砖的货车驶出厂区,山东力豪陶瓷有限公司执行董事刘永格才长舒一口气。刘永格说,面对疫情防控新形势,虽倍感压力,但去年技改工作的顺利完成,为企业发展争取了更多可能。

力豪陶瓷是淄博首批“技改专项贷”受益企业。“去年,我们拿到了1000万的‘技改专项贷’,缓解了最紧迫的资金压力。”刘永格说,“从5月6日申请到7日放款,前后就一天,不仅有零费率担保,政府贴息后,万元资金使用成本也不过才117元。”

现代金融是省“十强”产业之一,早些年淄博相对单一的金融业态无法满足老工业城市产业转型升级的资金需求。如何布局金融赛道,打好金融牌,为传统产业赋能?淄博市对症下药、靶向施策,2021年在全省率先创新推出“技改专项贷”政策,通过政府性担保公司零费率全额担保、财政资金分档贴息等手段,打造“事前贷、事中贴、事后补、全程保”全流程技改政策体系,用较低融资成本撬动企业技改意愿,引金融活水驱动老工业城市产业蝶变。

以3.1亿元财政贴息,带动31.37亿元金融资本,撬动316.6亿元的社会资本,惠及266个技改项目——淄博市推出“技改专项贷”短短一年,杠杆撬动比例超过1比10,惠及248个技改项目。今年,淄博市将力争“技改专项贷”全年完成50亿元贷款;专门面向小微企业推出的“春风齐鑫贷”全年完成投放30亿元。

在淄博市财政局党组书记、局长王连忠看来,“事前贷、事中贴、事后补、全程保”全流程技改政策体系的建立,不仅给企业带来了资金,也提升了淄博的产业品质,推动制造业加速向数字化、网络化、智能化发展,提高了产业链供应链的稳定性和现代化水平,加速形成产业链集群优势。

此外,随着盈科资本、洪泰资本等基金头部机构的进驻和淄博科创基金港等平台的构建,淄博的基金行业实现爆发式发展,新兴金融业态的集聚效应开始释放,企业的融资渠道更趋多元化、全周期,资本市场的“淄博板块”愈发活跃,互利共赢的发展氛围日益浓厚。

截至目前,淄博市政府参股类基金76只、总规模1485亿元,已投项目248个、累计投资规模达185.21亿元,还通过依项目设基金方式,引入优品车、蓝星智云、晶优光伏等一大批项目。

产业链招商按图索骥

节能减排和淘汰落后产能是做减法,如果去掉了落后产能,产业结构、产品质量原地打转,还停留在中低端,就失去了做减法的本意。淄博坚持“优进”与“劣退”同步进行,不仅做减法,还同步培育新动能。

在桓台县的山东东岳未来氢能材料股份有限公司生产车间,随着机器转动,一张张薄如蝉翼、被称为“氢能芯片”的质子交换膜不断产出。

由东岳自主研发生产的质子交换膜是氢燃料电池冷藏车的核心部件之一。7月8日,淄博市首批50辆氢燃料电池冷藏车交付运营,标志着自主可控的氢燃料电池产业链在淄博已经形成。淄博市工信局党组书记、局长王晓东告诉记者:“这次交付的氢燃料电池冷藏车完全实现了从燃料电池膜、电堆、发动机到整车的本地化生产,产业链自主可控能力进一步提升,也填补了冷藏车难以实现新能源化替代的空白。”

“相比国际其他竞争对手,东岳的优势在于,形成了从原料、中间体、单体、聚合物到成膜技术等氟化工全产业链条,既能从上游保证质子膜原料的供给,也能从下游产品设计出发,将上游原料作为变量,满足市场需求。”东岳集团董事长张建宏说,东岳已与全国50余家下游优势企业签订了合作意向书。

招商引资是推动发展的“源头活水”,淄博充分利用氢能资源丰富的优势,发展氢能和燃料电池产业,以东岳氢燃料电池膜为核心,链接招引氢能源产业的上下游企业,全力打造氢能产业高地。

率先实现国产氢燃料电池发动机批量化生产应用的北京亿华通科技股份有限公司,通过与东岳合作,在桓台县注册成立全资子公司山东华清动力科技有限公司,布局燃料电池动力系统产业化基地项目,成为淄博市氢能领域的生力军。

目前,淄博市“制氢、氢气装备、核心部件、整车”四大产业集群遍地开花、显露雏形:齐鲁石化氢气压缩充装项目建成投用,随着产能的逐步释放,项目每年可外供氢气1000万立方米;安泽气体与中科院金属研究所在固态金属储氢方面取得重大技术突破,共建山东省氢能基础产业研究院;仁丰特材氢燃料电池电堆核心材料-碳纸打破国外垄断,取得关键突破;亿华通、爱德曼、同清湖等头部企业先后落地淄博。

淄博市投资促进局党组书记、局长张涛说,淄博编印了重点产业链招商图谱,按图索骥优选目标企业,强化“链主”企业和“配套”企业的纵向合作,因势利导推进产业招商、叩门招商、以商招商,招商引资工作在2021年综合绩效评价位居全省各市第一方阵。

驶向新经济“蓝海”

发展新经济是加快转型升级、推动新旧动能转换的重要举措。淄博市培育新经济成长“沃土”,首批锚定新能源汽车、无人驾驶、数字经济、预制食品等11条产业新赛道和200个左右的示范应用场景矩阵,多个千亿级产业集群蓄势待成,力争到2025年全市新经济规模超过2000亿元。

7月19日,临淄经济开发区智能网联汽车产业园内,舜泰汽车有限公司的技术人员正在对新一代无人驾驶系统进行数据测试。“经过测试,新一代无人驾驶系统,在整体效能响应上,比以前提高了70%。”舜泰汽车有限公司技术总监陶文明说。

无人驾驶系统对车辆的反应速度要求极高,面对障碍物时,需在几十毫秒内对障碍作出反应并处理。如何让无人车的“大脑”实现更高精度控制,成为需要突破的难题。舜泰汽车从软件升级和优化算法入手,配合无人车硬件提升,实现了毫秒级的响应及厘米级的高精度控制。

沿链聚合、集群发展的思路为老工业城市抢占新赛道提供了路径。众联能创是一家新能源商用车电驱系统集成细分市场的头部企业,客户大多为国内头部的商用车企,原来总部位于上海。众联能创看重了临淄区沿链聚合的发展思路,决定在临淄投资建设电驱动生产基地,2021年直接将总部迁至淄博。

近年来,临淄区以舜泰汽车为龙头,培育无人车整机产品生产企业睿羿科技(山东)有限公司,吸引了新能源汽车电驱动系统生产企业众联能创、锌动力电池生产企业超威合泰等,目前各企业均已投产运营,全部达产后年产值可达60亿元。

独角兽企业、瞪羚企业、哪吒企业等新物种,是新经济发展的生力军。近日,2022年度山东省“瞪羚”“独角兽”企业名单发布,淄博市48家企业榜上有名,其中2022年新入选企业47家,列全省第四位;特别是淄博还诞生了首家独角兽企业——山东东岳未来氢能材料股份有限公司。截至目前,淄博市共有国家专精特新“小巨人”企业25家、省专精特新企业206家,独角兽类、瞪羚类、哪吒类企业197家。

新经济和新物种正在唤醒淄博的新动力。今年,总投资5500亿元的460个市级重大项目中,“四新”经济项目达322个,占比达七成。上半年,淄博“四新”经济投资增长24.5%,占全部固定资产投资比重达到57.6%。(大众日报)

【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。

『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


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