山東大叔苦戰(zhàn)15年，硬改全球第三代芯片格局

萬(wàn)次失敗，材料報(bào)國(guó)。

文 | 華商韜略 東木褚

1987年，23歲的宗艷民大學(xué)畢業(yè)，學(xué)材料的他被分配到燈泡廠當(dāng)技術(shù)工程師。

同一年，美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的五位畢業(yè)生一起創(chuàng)業(yè)，他們刷爆信用卡才雇到第一位員工，公司取名Cree（后改為Wolfspeed），主要研究第三代半導(dǎo)體材料碳化硅。

2002年，宗艷民所在的燈泡廠倒閉，38歲的他下崗干起了賣(mài)挖掘機(jī)的生意，大洋彼岸的Cree則讓碳化硅晶圓有了從2英寸增長(zhǎng)到8英寸的可能，公司由此起飛。

2025年6月，全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)生了兩件大事：市值一度高達(dá)165億美元的碳化硅龍頭Wolfspeed申請(qǐng)破產(chǎn)，中國(guó)碳化硅公司天岳先進(jìn)獲得了“半導(dǎo)體材料”的年度金獎(jiǎng)，此前三十一年，這項(xiàng)大獎(jiǎng)從未頒給過(guò)中國(guó)企業(yè)。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，天岳先進(jìn)等中國(guó)公司進(jìn)步太快，是導(dǎo)致了Wolfspeed走向破產(chǎn)的原因。事情的傳奇在于，天岳先進(jìn)的創(chuàng)始人就是當(dāng)年下海賣(mài)挖掘機(jī)的宗艷民。

【01 碳化硅第一股】

宗艷民說(shuō)，他很尊重Wolfspeed，“作為行業(yè)先驅(qū)，把碳化硅襯底從1英寸推進(jìn)到6英寸，但接下來(lái)是中國(guó)主導(dǎo)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的時(shí)代了。”

為此，他還在踩大油門(mén)。

今年8月20日，2022年登陸A股的天岳先進(jìn)正式敲響港股的上市鐘聲，成為兩市唯一“A+H”上市的碳化硅襯底公司，且其港股發(fā)行的孖展倍數(shù)超2800倍，融資申購(gòu)額近2500億港元，顯示了資本市場(chǎng)對(duì)其的極大熱情。

▲宗艷民（右），來(lái)源：天岳先進(jìn)

成立于2010年的天岳先進(jìn)，專注于碳化硅襯底的研發(fā)與生產(chǎn)，2024年導(dǎo)電型襯底市占率22.8%，排名全球前三，當(dāng)前市值近400億。

天岳先進(jìn)創(chuàng)始人宗艷民的經(jīng)歷頗為傳奇，從燈泡廠工程師、挖掘機(jī)代理商“轉(zhuǎn)型”到研發(fā)半導(dǎo)體材料，這些相隔萬(wàn)里的行業(yè)背后，是他的技術(shù)執(zhí)念和報(bào)國(guó)理想。

碳化硅具有擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，采用該材料制備的半導(dǎo)體器件，不僅能在高溫下運(yùn)行，還能以較少的電能耗，獲得更高的運(yùn)行能力。

在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，應(yīng)用碳化硅的逆變器，能讓特斯拉model 3的零百加速縮短兩秒，據(jù)英飛凌的實(shí)驗(yàn)室測(cè)算，碳化硅電驅(qū)系統(tǒng)整體損耗比硅基方案減少83.7%，每百公里電能消耗減少1.2-2.1kWh。

碳化硅性能卓越，但制備難度極大，1980年代以來(lái)，主導(dǎo)碳化硅研發(fā)及應(yīng)用的是美日歐的企業(yè)，品質(zhì)、價(jià)格、量產(chǎn)等三大難題始終制約著碳化硅的規(guī)模化應(yīng)用。

天岳先進(jìn)的主要產(chǎn)品碳化硅襯底，是制作半導(dǎo)體芯片的底層材料，截至目前，全球前十大功率半導(dǎo)體企業(yè)中的一半都是天岳先進(jìn)的客戶，包括英飛凌、博世、安森美等行業(yè)巨頭。

在9月的一場(chǎng)行業(yè)論壇上，宗艷民總結(jié)了天岳先進(jìn)的創(chuàng)業(yè)之路，“我們從根本上解決了困擾行業(yè)的三大瓶頸，品質(zhì)、價(jià)格和產(chǎn)量，將加速推動(dòng)碳化硅進(jìn)入廣泛應(yīng)用時(shí)代，逆轉(zhuǎn)硅基材料的拐點(diǎn)就在前方。”

【02 挖掘機(jī)“挖出”碳化硅】

宗艷民畢業(yè)于山東輕工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)齊魯工業(yè)大學(xué)）硅酸鹽系，該系是學(xué)校成立最早、師資最強(qiáng)的三大院系之一，他在這里打下了堅(jiān)實(shí)的材料學(xué)基礎(chǔ)。

大學(xué)畢業(yè)后，宗艷民被分配到濟(jì)南燈泡廠當(dāng)工程師，一干就是15年。

2002年，燈泡廠因經(jīng)營(yíng)不善倒閉，38歲的宗艷民拿著失業(yè)證，開(kāi)始了自己的創(chuàng)業(yè)路。

當(dāng)時(shí)，城鎮(zhèn)化建設(shè)全面啟動(dòng)，工程機(jī)械供不應(yīng)求，宗艷民看準(zhǔn)時(shí)機(jī)，成立濟(jì)南天業(yè)工程機(jī)械公司，代理挖掘機(jī)等工程設(shè)備。

技術(shù)出身的宗艷民把銷(xiāo)售公司干成了技術(shù)公司，他不滿足只做單純的銷(xiāo)售商，創(chuàng)新成立了具有翻新改造能力的再制造工廠，利用技術(shù)將舊機(jī)器改造出新機(jī)器的性能水平。

▲宗艷民在工廠車(chē)間，來(lái)源：濟(jì)南天業(yè)

因?yàn)楦脑旌蟮臋C(jī)器性能卓越，價(jià)格卻只有新機(jī)的七成，大受客戶歡迎，全球建筑設(shè)備巨頭沃爾沃，還將山東地區(qū)唯一授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商資格給了宗艷民。

2008年，四萬(wàn)億計(jì)劃掀起基建熱潮，工程機(jī)械行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展，宗艷民的企業(yè)因此大為受益，先后承接了核電項(xiàng)目、南水北調(diào)等一系列大型工程，公司營(yíng)收猛增，快速做到了“年銷(xiāo)售額30億，利潤(rùn)一兩個(gè)億”的規(guī)模。

財(cái)務(wù)自由的宗艷民并不準(zhǔn)備賣(mài)一輩子挖掘機(jī)，據(jù)報(bào)道，他總是“隨身攜帶”實(shí)驗(yàn)室，沒(méi)事就研究半導(dǎo)體材料，還在公司停放挖掘機(jī)的大院里，搭建了一個(gè)2000平米的實(shí)驗(yàn)室。

2010年，宗艷民成立了天岳先進(jìn)，下決心發(fā)揮所學(xué)，進(jìn)軍材料行業(yè)。

一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，宗艷民得知山東大學(xué)蔣民華院士成功培育出碳化硅單晶，但直到2011年蔣院士去世，也未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

蔣民華是我國(guó)著名材料學(xué)家，1990年代擔(dān)任過(guò)“863計(jì)劃”新材料領(lǐng)域?qū)＜医M組長(zhǎng)和首席科學(xué)家。

1980-2000年代，國(guó)外碳化硅企業(yè)開(kāi)始起跑，美國(guó)Cree培育出2-4英寸碳化硅襯底，日本電裝、德國(guó)西門(mén)子啟動(dòng)研發(fā)碳化硅功率器件，英飛凌開(kāi)建2英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線。

在中國(guó)，挑起技術(shù)追趕重任的，是中國(guó)科學(xué)院物理所、山東大學(xué)、中國(guó)電科46所等科研單位，據(jù)46所的一位工程師回憶，“當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)只有3個(gè)團(tuán)隊(duì)在做，幾乎沒(méi)有產(chǎn)業(yè)的概念。”

2000年，65歲的蔣民華把碳化硅作為主要研究方向，親自帶隊(duì)攻堅(jiān)碳化硅襯底的加工。

據(jù)中科院物理所的科研人員介紹，由于國(guó)外研究成果高度保密，他們是在沒(méi)有任何技術(shù)、設(shè)備的情況下從零開(kāi)始，光是摸清碳化硅晶體的生長(zhǎng)規(guī)律就用了6年時(shí)間。

2002-2009年，科研工作者通過(guò)不懈的努力，解決了各種技術(shù)難題，將碳化硅晶體尺寸從厘米級(jí)擴(kuò)大到2-3英寸，繼美、日、德之后，使我國(guó)成為第4個(gè)有能力生長(zhǎng)碳化硅晶體的國(guó)家。

完成從0到1之后，技術(shù)如何落地的問(wèn)題擺在了科研人員的面前，把碳化硅實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)的過(guò)程太難了，據(jù)《濟(jì)南時(shí)報(bào)》報(bào)道，“這個(gè)燙手山芋，國(guó)企不敢接，民企不愿接。”

山東大學(xué)晶體材料研究院的專家感慨，科學(xué)家自己創(chuàng)業(yè)，失敗的概率太高，而引進(jìn)外行介入前沿領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)更大，因?yàn)槠髽I(yè)的老板往往不懂技術(shù)。

宗艷民決定將自己所有的財(cái)富投入，讓蔣院士的成果產(chǎn)業(yè)化。

“蔣院士讓人敬佩，如果他畢生研究的先進(jìn)成果束之高閣，我國(guó)將失去一個(gè)在半導(dǎo)體技術(shù)上的重大機(jī)遇。”宗艷民說(shuō)。

值得一提的是，中國(guó)最早研究碳化硅的三個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，都先后成立公司，他們是：中科院物理所與新疆天富聯(lián)合組建的天科合達(dá)，中國(guó)電科院旗下的爍科晶體，以及與山東大學(xué)簽約，收購(gòu)了相關(guān)研究成果的天岳先進(jìn)。

這三家公司開(kāi)啟了中國(guó)碳化硅材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，如今均在行業(yè)名列前茅。

【03 成千上萬(wàn)次的失敗】

碳化硅創(chuàng)業(yè)的前六年，公司幾無(wú)產(chǎn)出，讓宗艷民切實(shí)感受到了馬斯克說(shuō)過(guò)的那句話，“從技術(shù)變產(chǎn)品，比開(kāi)發(fā)技術(shù)還要難。”

用挖掘機(jī)的利潤(rùn)“輸血”碳化硅，三年就投了5個(gè)億，很多人都替宗艷民捏把汗，但他做好長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的準(zhǔn)備，立下了技術(shù)研發(fā)的核心原則：“只審方案、不問(wèn)周期、不追失敗”。

“我這個(gè)人，說(shuō)好聽(tīng)叫執(zhí)著，不好聽(tīng)叫固執(zhí)。只要目標(biāo)可行，就不怕一次次失敗。”宗艷民說(shuō)。

站在蔣院士的研究成果上，天岳先進(jìn)的碳化硅襯底量產(chǎn)試驗(yàn)從2英寸開(kāi)始，最難的是原料合成中的“原子管理”，融化后的碳和硅能形成220個(gè)晶型，其中只有一個(gè)能用作生成半導(dǎo)體襯底。

整個(gè)合成過(guò)程在密閉的坩堝內(nèi)完成，溫度必須穩(wěn)定在2300℃以上，高溫條件下無(wú)法調(diào)控，研發(fā)人員只能不斷調(diào)節(jié)坩堝結(jié)構(gòu)和保溫材料的配置來(lái)優(yōu)化溫差，稍有不慎，就要重來(lái)。

那幾年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)幾乎天天吃住在車(chē)間，每隔幾個(gè)小時(shí)就檢測(cè)數(shù)據(jù)，尋找不同溫度、壓強(qiáng)與晶體生長(zhǎng)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)，一遍又一遍地試錯(cuò)。

據(jù)招股書(shū)顯示，當(dāng)時(shí)公司的利潤(rùn)都來(lái)自非半導(dǎo)體行業(yè)，幾大客戶都是珠寶公司，因?yàn)椴缓细竦奶蓟枰r底能被制成珠寶產(chǎn)品，即廉價(jià)版鉆石“莫桑鉆”，為了芯片而生，但得不到芯片客戶和產(chǎn)出的天岳先進(jìn)，卻靠“珠寶”挺過(guò)了技術(shù)攻堅(jiān)的至暗時(shí)刻。

經(jīng)過(guò)成千上萬(wàn)次的失敗，生產(chǎn)工藝終于被確定下來(lái)，天岳先進(jìn)在2015和2017年實(shí)現(xiàn)了4和6英寸碳化硅芯片襯底的量產(chǎn)，但即便生產(chǎn)出來(lái)，芯片類(lèi)客戶依然是沒(méi)有。

▲碳化硅襯底，來(lái)源：天岳先進(jìn)

半導(dǎo)體行業(yè)歷來(lái)贏者通吃，國(guó)外頭部企業(yè)占據(jù)絕大部分的市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)企業(yè)就算技術(shù)產(chǎn)品突破，同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)也難有優(yōu)勢(shì)，直到2017年，天岳先進(jìn)仍在生死線上徘徊。

轉(zhuǎn)機(jī)在2018年到來(lái)，這一年發(fā)生了兩件改變碳化硅行業(yè)的事，一是馬斯克宣布在特斯拉Model 3的主驅(qū)逆變器使用碳化硅MOSFET，替代傳統(tǒng)的硅基IGBT，讓默默無(wú)聞的碳化硅“一朝天下知”；

二是突然而至的中美科技競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品均有被禁運(yùn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)遭遇外部斷供，依賴海外產(chǎn)品的企業(yè)紛紛將目光轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)。

已累計(jì)投入10多億，并且量產(chǎn)6英寸碳化硅襯底的宗艷民因此得到機(jī)會(huì)，天岳先進(jìn)收獲了自己的頭兩個(gè)量產(chǎn)訂單客戶，第一個(gè)客戶來(lái)自無(wú)線電探測(cè)行業(yè)，為公司帶來(lái)了7400萬(wàn)的營(yíng)收；

第二個(gè)客戶是通信領(lǐng)域的龍頭公司，采購(gòu)碳化硅襯底用于制造5G射頻芯片，合作第一年的采購(gòu)額是1633萬(wàn)元，第二年暴漲至1.4億，使天岳先進(jìn)的營(yíng)收實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。

2019年8月，天岳先進(jìn)又迎來(lái)關(guān)鍵一躍，完成了成立以來(lái)的首次外部融資，華為的全資子公司哈勃投資，向天岳先進(jìn)投資1.1億元，持有10%的股份。

華為的青睞，讓天岳先進(jìn)名聲大噪，投資機(jī)構(gòu)蜂擁而至，短短一年內(nèi)，公司估值上漲了10倍。

2022年1月，“中國(guó)碳化硅第一股”天岳先進(jìn)登陸上海科創(chuàng)板，宗艷民很感慨，經(jīng)過(guò)十幾年的技術(shù)積累，他們攻克了碳化硅襯底制備的關(guān)鍵技術(shù)難題，特別是在國(guó)際形勢(shì)突變，國(guó)家最需要的時(shí)候，扛住了重任，站穩(wěn)了腳跟。

【04 重塑主導(dǎo)權(quán)】

舊王落幕，新王加冕。

今年6月，由日本《電子器件產(chǎn)業(yè)新聞》主辦，有31年歷史的半導(dǎo)體年度獎(jiǎng)揭曉，天岳先進(jìn)斬獲“半導(dǎo)體電子材料”類(lèi)金獎(jiǎng)。

▲來(lái)源：天岳先進(jìn)

這是一項(xiàng)含金量十足、具有行業(yè)指標(biāo)性意義的大獎(jiǎng)，入選者不是主動(dòng)申報(bào)，而是由行業(yè)專家根據(jù)企業(yè)的創(chuàng)新成果評(píng)選而出，過(guò)往的獲獎(jiǎng)?wù)哂杏ミ_(dá)、索尼、美光、東芝等行業(yè)巨頭。

本次評(píng)選，與天岳先進(jìn)角逐材料金獎(jiǎng)的，有三井化學(xué)、三菱材料等日本頂尖半導(dǎo)體材料公司。

就在天岳先進(jìn)受到國(guó)際同行肯定的同時(shí)，美國(guó)碳化硅巨頭Wolfspeed正式申請(qǐng)破產(chǎn)重組，這家一度占據(jù)全球60%市場(chǎng)份額的行業(yè)龍頭何以至此？

盲目自信和市場(chǎng)誤判，以及天岳先進(jìn)等中國(guó)公司崛起，是導(dǎo)致Wolfspeed從山頂?shù)牍鹊椎年P(guān)鍵原因。

作為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅襯底量產(chǎn)的廠商，Wolfspeed投入數(shù)十億美元興建工廠，擴(kuò)大產(chǎn)能，把公司的未來(lái)賭在歐美新能源汽車(chē)的爆發(fā)上。

然而，歐美新能源汽車(chē)的增速卻不斷放緩，導(dǎo)致Wolfspeed新建工廠的產(chǎn)能利用率只有19%，同時(shí)8英寸良率40%的問(wèn)題也未能解決，結(jié)果，本應(yīng)比6英寸更具成本、技術(shù)優(yōu)勢(shì)的8英寸，反倒成了壓垮Wolfspeed的重?fù)?dān)。

而天岳先進(jìn)為代表的中國(guó)公司，則抓住機(jī)遇，通過(guò)將6英寸做出更好性價(jià)比成功截胡了Wolfspeed的市場(chǎng)。

比如，在與英飛凌等國(guó)際廠商的合作中，當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的6英寸單片襯底賣(mài)1000美元時(shí)，天岳先進(jìn)能把成本控制在500美元以下，奪取市場(chǎng)份額。

據(jù)天岳先進(jìn)2024年報(bào)顯示，當(dāng)年公司營(yíng)收17.68億元，同比增加41.37%，歸母凈利潤(rùn)1.79億元，實(shí)現(xiàn)了扭虧為盈，而6英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底產(chǎn)品至今仍為其主要收入來(lái)源。

“尺寸越大，成本越低”是碳化硅襯底公認(rèn)的降本發(fā)展路徑，但若沒(méi)有良率和產(chǎn)能的保證，成本是降不下來(lái)的，Wolfspeed高達(dá)1.7萬(wàn)美元的單片晶圓成本就是例證。

尤其難得的是，天岳先進(jìn)以6英寸贏得競(jìng)爭(zhēng)的另一邊，也一直在加快大尺寸的研發(fā)布局。目前，其8英寸產(chǎn)品已落地，可量產(chǎn)，而去年11月的慕尼黑半導(dǎo)體展覽會(huì)上，天岳先進(jìn)還全球首發(fā)了12英寸碳化硅襯底產(chǎn)品。

回顧二十多年的創(chuàng)業(yè)歷程，宗艷民認(rèn)為，過(guò)去民營(yíng)企業(yè)的創(chuàng)新缺乏自信，多數(shù)是在效仿、賺快錢(qián)，天岳先進(jìn)走到今天，靠的是堅(jiān)持自主研發(fā)，同時(shí)保持開(kāi)放心態(tài)與國(guó)際接軌，最終突破了第三代半導(dǎo)體材料的核心技術(shù)，他說(shuō)：

“下一步，我們不僅要繼續(xù)技術(shù)層面的突破，更要與器件端、外延端一起努力，形成一支‘聯(lián)合艦隊(duì)’，重塑產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)權(quán)。”

【參考資料】

[1]《“實(shí)驗(yàn)室”企業(yè)家宗艷民》濟(jì)南日?qǐng)?bào)

[2]《天岳先進(jìn)：創(chuàng)新的回報(bào)》經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)

[3]《宗艷民：天岳先進(jìn)的突破不僅是技術(shù)的超越，更意味產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)權(quán)的重塑》中國(guó)經(jīng)營(yíng)網(wǎng)

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