深圳青銅劍科技股份有限公司董事長汪之涵：“雙碳”行動中半導體賽道上的時代競速者

《深圳商報》記者　王海榮

在國家提出的“碳達峰、碳中和”行動的推動下，新能源化和電氣化成為重要的技術創(chuàng)新方向，高鐵、新能源汽車、光伏和風力發(fā)電等領域都在不斷刷新著人們對現(xiàn)代電力電子技術的認知。在每一個電力電子設備里，功率半導體器件都是最為關鍵的零部件。

早在十多年前，深圳青銅劍科技股份有限公司（以下簡稱“青銅劍科技”）董事長汪之涵便深刻意識到這一點，毅然選擇功率半導體器件這一賽道，秉持青銅匠“芯”，致力于突破關鍵技術瓶頸，為實現(xiàn)國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)的崛起書寫了一份優(yōu)異的答卷。

鑄造科技利劍的創(chuàng)業(yè)夢

1999年，汪之涵從深圳中學畢業(yè)后，考取了清華大學電氣工程專業(yè)，之后赴英國劍橋大學攻讀電力電子專業(yè)碩士、博士學位，并在劍橋大學開展博士后研究。

汪之涵在讀博期間的研究方向是電力電子，當時中國在功率半導體領域長期存在“卡脖子”難題，關鍵核心器件一直被國外公司壟斷，國產(chǎn)化率低，絕大多數(shù)芯片依靠進口，給中國高端制造業(yè)的發(fā)展帶來了諸多限制。這一現(xiàn)狀激發(fā)了汪之涵心底的創(chuàng)業(yè)夢。

2009年，27歲的汪之涵選擇回國創(chuàng)業(yè)，成立深圳青銅劍科技股份有限公司。憑借深圳市政府為留學生提供的創(chuàng)業(yè)資金和天使投資人的數(shù)百萬元投資款，汪之涵一頭扎進創(chuàng)業(yè)的熱潮中。

“選擇深圳一方面是因為我從小在深圳長大，對這座城市有感情，但更重要的原因在于深圳有著濃郁的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍。”

選定賽道后，汪之涵開始將研究所學用于生產(chǎn)研發(fā)。“最初就是抱著填補空白，為中國爭口氣的想法。盯著國外在功率半導體上做得不錯的地方，做進口替代的事情，一步步提高該領域核心器件的國產(chǎn)化水平，然后形成自己的創(chuàng)新方向，逐步從跟跑發(fā)展到并跑。”

創(chuàng)業(yè)以來，汪之涵帶領團隊在電力電子器件領域主持了十多個國家級、省級、市級科技項目。

2012年，青銅劍科技成功研發(fā)了大功率絕緣柵雙極型晶體管（Insulate-Gate Bipolar Transistor，IGBT）驅(qū)動模塊等系列產(chǎn)品，一舉打破國外技術壟斷。之后，該研究成果陸續(xù)推向市場，在一定程度上扭轉(zhuǎn)了中國在功率半導體芯片領域依賴進口的被動局面。

“IGBT驅(qū)動通過弱電控制強電，對電能進行高效控制。以高鐵為例，機車的牽引設備和車廂內(nèi)的各種用電設備，都離不開IGBT驅(qū)動模塊。”汪之涵告訴記者，由于電網(wǎng)、高鐵、新能源汽車等應用領域?qū)煽啃缘囊髽O高，因此對這些產(chǎn)品的測試過程十分嚴苛，需要經(jīng)歷長期運行測試才算合格。

正如“青銅劍”這一名字背后的寓意，它的一頭是中國知名學府清華大學，另一頭是英國知名學府劍橋大學，都是汪之涵當初求學的驛站，與此同時，青銅劍也被視為冷兵器時代的科技結晶之一。汪之涵希望在未來的信息社會，也能夠鑄造出這樣一把在現(xiàn)代科技發(fā)展中發(fā)揮重要作用的“青銅劍”。

多年“鑄劍”貢獻“中國智造”力量

經(jīng)過多年的“鑄劍”，汪之涵已不滿足于進口替代，他開始謀劃推動公司實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。“突破核心技術瓶頸，不斷突破創(chuàng)新，關鍵還是在于人才。”為此，汪之涵求賢若渴，四處招兵買馬，組建了一支以清華大學、劍橋大學、瑞典皇家理工學院、中國科學院等國內(nèi)外知名高校及研究機構的十多位博士為核心的研發(fā)團隊，獲得了國內(nèi)外百余項發(fā)明專利授權，并在2020年入選中國專利優(yōu)秀獎。

“在攻破技術壁壘，實現(xiàn)跟隨式創(chuàng)新后，與國外同行相比，能夠提供本土化設計和解決方案也是我們的優(yōu)勢。長期的技術積累加上本土作戰(zhàn)的主場優(yōu)勢，讓我們能夠在某些領域出現(xiàn)引領式創(chuàng)新。”汪之涵自豪地說。

如今的青銅劍科技集團，在瑞典、日本設有研發(fā)中心，已鍛造出一把以功率器件驅(qū)動芯片和第三代半導體芯片為核心，為新能源、智能電網(wǎng)、電動汽車、軌道交通、節(jié)能環(huán)保等領域的數(shù)百家客戶提供電力電子核心元器件產(chǎn)品和解決方案服務的“青銅劍”。

新材料催生引領式創(chuàng)新

“從瞄準‘領跑’發(fā)力，到真正實現(xiàn)‘領跑’，這條路還很漫長。”技術創(chuàng)新與迭代在汪之涵所處的芯片領域絕非易事，因此他一直堅持在如何將芯片設計得更合理、性能如何更優(yōu)化、封裝如何更科學、質(zhì)量如何更過硬這條主賽道上不斷打磨，腳踏實地，慢慢做出成績。

為進一步占據(jù)電力電子元器件的制高點，青銅劍科技著眼于第三代半導體碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，并于2016年引進瑞典皇家理工學院和英國劍橋大學的海歸團隊與外籍專家，成立了子公司——深圳基本半導體有限公司。

據(jù)了解，碳化硅材料作為第三代半導體材料的代表，其耐高壓、高頻、高溫的特性非常適合應用于功率器件。通過采用碳化硅功率器件，電力電子設備的功率密度可以大幅提升。

“目前國際上有個別企業(yè)已推出商業(yè)化的產(chǎn)品。國內(nèi)在碳化硅襯底和外延領域已初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但是在碳化硅器件設計和制造工藝領域的產(chǎn)業(yè)化進度嚴重滯后。”

汪之涵介紹，公司的碳化硅功率器件技術已處于國內(nèi)領先地位，并率先推出了通過車規(guī)級認證的碳化硅二極管、第一款通過工業(yè)級可靠性測試的碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）、第一款1200V 750A汽車級全碳化硅模塊等產(chǎn)品。

2021年7月底，4輛搭載了該公司自主研制的第三代半導體功率模塊的新能源車在廣東省內(nèi)啟動路測。

汪之涵解釋稱，裝載碳化硅功率模塊的電機控制器，體積和重量可以減少30%~50%，能源效率卻能夠提升5%~10%，這意味著在電池容量相同的情況下，可以實現(xiàn)更長的續(xù)航里程。對于新能源汽車、高鐵、船舶、家電等用電設備來說，這樣的電機控制器更節(jié)能也更環(huán)保。

第三代半導體賽道的切入，讓青銅劍科技成功與全球同行站在了同一起跑線上。汪之涵說：“我們在這個領域深耕了很久，有信心躋身領域內(nèi)的第一梯隊。”

做芯片賽道的長跑者

位于坪山區(qū)丹梓大道與光科三路交會處西南角的青銅劍科技第三代半導體產(chǎn)業(yè)基地項目于2021年開始施工建設。

這個被列入深圳市2021年重大項目清單的項目，是深圳加快第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要布局。按照規(guī)劃，這里將建設碳化硅功率器件研發(fā)實驗室、車規(guī)級碳化硅功率模塊封裝產(chǎn)線、第三代半導體研發(fā)中心、中歐創(chuàng)新中心孵化器等。

此外，青銅劍科技位于南京的外延制造基地和無錫的汽車級碳化硅功率模塊封裝制造基地也正在建設中。

汪之涵認為，芯片賽道經(jīng)過這么多年的發(fā)展，其發(fā)展模式已經(jīng)非常成熟，如今比拼的是誰的設計更精巧，工藝更扎實。他表示，研發(fā)與制造要緊密結合，才能真正將產(chǎn)業(yè)培育成參天大樹，并且需要沉住氣、補短板，以工匠精神持續(xù)追求完美。

“就好像挖井一樣，要深入挖掘，才能挖出甘泉。創(chuàng)業(yè)也不能左一榔頭右一棒槌，淺嘗輒止。看準了方向后，要有長跑的精神，堅持不懈地做下去。”