“双碳”战略中半导体赛道上的时代竞速者

在国家提出的“碳达峰、碳中和”战略推动下，新能源和电气化成为重要的技术创新方向。

高铁、新能源汽车、光伏和风力发电等领域都在不断刷新着人们对现代电力电子技术的认知。在每一个电力电子设备里，功率半导体器件都是最为关键的零部件。

深圳青铜剑科技股份有限公司董事长汪之涵早在十多年前，便深刻意识到这一点，毅然选择功率半导体器件这一赛道，秉持青铜匠“芯”，致力于不断突破关键技术瓶颈，为实现国产芯片产业的崛起书写优质的答卷。

图片来源于深圳商报

铸造科技利剑的创业梦

1999年，汪之涵从深圳中学毕业后考取了清华大学电气工程专业，之后远赴英国剑桥大学电力电子专业攻读硕士、博士，并在剑桥大学的实验室开展博士后研究。

汪之涵读博期间的研究方向是电力电子，当时中国在功率半导体领域长期存在卡脖子难题，关键核心器件一直被国外公司所垄断，国产化率低，绝大多数芯片依靠进口，对中国高端制造业的发展带来了诸多约束。这一现状激发了汪之涵心底的创业梦。

2009年，27岁的汪之涵选择了回国创业，成立深圳青铜剑科技股份有限公司。凭借深圳市政府为留学生提供的创业资助和天使投资人的数百万元投资款，一头扎进创业的热潮中。

“选择深圳一方面是源于我从小在深圳长大，对这座城市有感情，但更重要的原因在于深圳有着创新创业的浓郁氛围。”

选定赛道后，汪之涵开始将研究所学用于生产研发。“最初就是抱着填补空白，为中国争口气的想法。

盯着国外在功率半导体上做得不错的地方，做进口替代的事情，一步步提高该领域核心器件的国产化水平，然后形成自己的创新方向，逐步从跟跑发展到并跑。”

创业以来，汪之涵带领团队在电力电子器件领域主持了十多个国家、省、市级科技项目。

2012年，青铜剑科技成功研发了大功率IGBT驱动模块等系列产品，一举打破国外技术垄断。之后，该研究成果陆续推向市场，一定程度上缓解了中国在功率半导体芯片领域依赖进口的被动局面。

“IGBT驱动通过弱电控制强电，对电能进行高效控制。以高铁为例，机车的牵引设备和车厢内的各种用电设备，都离不开IGBT驱动模块。

”汪之涵告诉记者，由于电网、高铁、新能源汽车等应用领域对可靠性的要求极高，因此对这些产品的测试过程十分严苛，需要经历长期运行测试才算合格。

正如“青铜剑”名字背后的寓意所示，一头是中国知名学府“清华大学”，另一头是英国知名学府“剑桥大学”，既是汪之涵当初求学的驿站，与此同时，青铜剑也被视为冷兵器时代的科技结晶之一。

汪之涵希望在几千年后的信息社会，也能够铸造出这样一把在现代科技发展中发挥重要作用的“青铜剑”。

多年“铸剑”贡献“中国智造”力量

经过多年的“铸剑”，汪之涵已不满足于进口替代，他开始谋划推动公司实现高质量发展。

“打破核心技术瓶颈，不断突破创新，关键还是在于人才。

”为此，汪之涵求贤若渴，四处招兵买马，组建了一支以清华大学、剑桥大学、瑞典皇家理工学院、中国科学院等国内外知名高校及研究机构的十多位博士为核心的研发团队，获得国内外百余项发明专利授权，并在2020年入选中国专利优秀奖。

“在攻破技术壁垒，实现跟随式创新后，我们发现与国外同行相比，能够提供本土化设计和解决方案也是我们的优势。

长期的技术积累加上本土作战的主场优势，让我们能够在某些领域出现引领式创新。”汪之涵自豪地说。

如今的青铜剑科技集团，在瑞典、日本设有研发中心，已锻造出一把以功率器件驱动芯片和第三代半导体芯片为核心，为新能源、智能电网、电动汽车、轨道交通、节能环保等领域的数百家客户提供电力电子核心元器件产品和解决方案服务的“青铜剑”。

新材料催生引领式创新

“瞄准‘领跑’发力，到真正实现‘领跑’，这条路还很漫长。

”技术创新与迭代在汪之涵所处的芯片领域绝非易事，因此他一直坚持在如何将芯片设计得更合理、性能如何更优化、封装如何更科学、质量如何更过硬这条主赛道不断打磨，脚踏实地，慢工出细活。

为进一步占据电力电子元器件制高点，青铜剑科技着眼于第三代半导体碳化硅功率器件的研发与产业化，并于2016年引进瑞典皇家理工学院和英国剑桥大学的海归团队与外籍专家，成立了子公司——基本半导体有限公司。

据了解，碳化硅材料作为第三代半导体材料的代表，耐高压、高频、高温的特性非常适合应用于功率器件。通过采用碳化硅功率器件，电力电子设备的功率密度可以大幅提升。

“目前国际上为数不多的企业推出商业化的产品。国内在碳化硅衬底和外延领域已初步实现产业化，但是在碳化硅器件设计和制造工艺领域的产业化进度严重滞后。”

汪之涵介绍，公司的碳化硅功率器件技术已处于国内领先地位，并率先推出了通过车规级认证的碳化硅二极管、首款通过工业级可靠性测试的碳化硅MOSFET、第一款1200V 750A汽车级全碳化硅模块等产品。

今年7月底，4辆搭载了该公司自主研制的第三代半导体功率模块的新能源车在广东省内启动路测。

汪之涵解释称，装载碳化硅功率模块的电机控制器，体积和重量上可以减少30%—50%，能源效率却能够提升5%—10%，这意味着在电池容量相同的情况下，可以实现更长的续航里程。对于新能源汽车、高铁、船舶、家电等用电设备来说，这样的电机控制器更节能也更环保。

第三代半导体赛道的切入，让青铜剑成功与全球同行站在了同一道起跑线前。“我们在这个领域深耕了很久，有信心跻身领域内的第一梯队。”汪之涵说。

做芯片赛道的长跑者

9月，位于坪山区丹梓大道与光科三路交汇处西南角的青铜剑第三代半导体产业基地项目正在紧张施工中。

这个被列入深圳市2021年重大项目清单的项目，是深圳加快第三代半导体产业发展的一处布局。

按照规划，这里将建设碳化硅功率器件研发实验室、车规级碳化硅功率模块封装产线、第三代半导体研发中心、中欧创新中心孵化器等，预计2023年初建成投产。

此外，青铜剑位于南京的外延制造基地和无锡的汽车级碳化硅功率模块封装制造基地也正在建设中。

汪之涵认为，芯片赛道经过这么多年的发展，发展模式已经非常成熟，比拼的是谁的设计更精巧，工艺更扎实。他表示，研发与制造要紧密结合，才能真正将产业培育成参天大树，并且需要不断补短板，沉得住气，以工匠精神尽量追求完美。

“就好像挖井一样，要深入挖掘，才能挖出甘泉。创业也不能左一榔头右一耙，浅尝辄止。看准了方向后，要有长跑的精神，专注不懈地做下去。”

“十四五”是中国实现碳达峰、碳中和的关键时期。从长远来看，各行业、企业间有责任也有义务加速转型升级，并调整能源结构，及时走向绿色低碳的高质量发展道路。

在汽车领域，新能源汽车是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。近年来，换电模式得到了国家相关政策支持，为汽车产业发展注入新活力，也为从事换电技术的企业指明方向。