山东大叔苦战15年，硬改全球第三代芯片格局

文 | 华商韬略

1987年，23岁的宗艳民大学毕业，学材料的他被分配到灯泡厂当技术工程师。

同一年，美国北卡罗来纳州立大学的五位毕业生一起创业，他们刷爆信用卡才雇到第一位员工，公司取名Cree（后改为Wolfspeed），主要研究第三代半导体材料碳化硅。

2002年，宗艳民所在的灯泡厂倒闭，38岁的他下岗干起了卖挖掘机的生意，大洋彼岸的Cree则让碳化硅晶圆有了从2英寸增长到8英寸的可能，公司由此起飞。

2025年6月，全球第三代半导体市场发生了两件大事：市值一度高达165亿美元的碳化硅龙头Wolfspeed申请破产，中国碳化硅公司天岳先进获得了“半导体材料”的年度金奖，此前三十一年，这项大奖从未颁给过中国企业。

业内普遍认为，天岳先进等中国公司进步太快，是导致了Wolfspeed走向破产的原因。事情的传奇在于，天岳先进的创始人就是当年下海卖挖掘机的宗艳民。

碳化硅第一股

宗艳民说，他很尊重Wolfspeed，“作为行业先驱，把碳化硅衬底从1英寸推进到6英寸，但接下来是中国主导碳化硅产业链的时代了。”

为此，他还在踩大油门。

今年8月20日，2022年登陆A股的天岳先进正式敲响港股的上市钟声，成为两市唯一“A+H”上市的碳化硅衬底公司，且其港股发行的孖展倍数超2800倍，融资申购额近2500亿港元，显示了资本市场对其的极大热情。

▲宗艳民（右），来源：天岳先进

成立于2010年的天岳先进，专注于碳化硅衬底的研发与生产，2024年导电型衬底市占率22.8%，排名全球前三，当前市值近400亿。

天岳先进创始人宗艳民的经历颇为传奇，从灯泡厂工程师、挖掘机代理商“转型”到研发半导体材料，这些相隔万里的行业背后，是他的技术执念和报国理想。

碳化硅具有击穿电场高、热导率高、抗辐射能力强等优势，采用该材料制备的半导体器件，不仅能在高温下运行，还能以较少的电能耗，获得更高的运行能力。

在新能源汽车领域，应用碳化硅的逆变器，能让特斯拉model 3的零百加速缩短两秒，据英飞凌的实验室测算，碳化硅电驱系统整体损耗比硅基方案减少83.7%，每百公里电能消耗减少1.2-2.1kWh。

碳化硅性能卓越，但制备难度极大，1980年代以来，主导碳化硅研发及应用的是美日欧的企业，品质、价格、量产等三大难题始终制约着碳化硅的规模化应用。

天岳先进的主要产品碳化硅衬底，是制作半导体芯片的底层材料，截至目前，全球前十大功率半导体企业中的一半都是天岳先进的客户，包括英飞凌、博世、安森美等行业巨头。

在9月的一场行业论坛上，宗艳民总结了天岳先进的创业之路，“我们从根本上解决了困扰行业的三大瓶颈，品质、价格和产量，将加速推动碳化硅进入广泛应用时代，逆转硅基材料的拐点就在前方。”

挖掘机“挖出”碳化硅

宗艳民毕业于山东轻工业学院（现齐鲁工业大学）硅酸盐系，该系是学校成立最早、师资最强的三大院系之一，他在这里打下了坚实的材料学基础。

大学毕业后，宗艳民被分配到济南灯泡厂当工程师，一干就是15年。

2002年，灯泡厂因经营不善倒闭，38岁的宗艳民拿着失业证，开始了自己的创业路。

当时，城镇化建设全面启动，工程机械供不应求，宗艳民看准时机，成立济南天业工程机械公司，代理挖掘机等工程设备。

技术出身的宗艳民把销售公司干成了技术公司，他不满足只做单纯的销售商，创新成立了具有翻新改造能力的再制造工厂，利用技术将旧机器改造出新机器的性能水平。

▲宗艳民在工厂车间，来源：济南天业

因为改造后的机器性能卓越，价格却只有新机的七成，大受客户欢迎，全球建筑设备巨头沃尔沃，还将山东地区唯一授权经销商资格给了宗艳民。

2008年，四万亿计划掀起基建热潮，工程机械行业迎来快速发展，宗艳民的企业因此大为受益，先后承接了核电项目、南水北调等一系列大型工程，公司营收猛增，快速做到了“年销售额30亿，利润一两个亿”的规模。

财务自由的宗艳民并不准备卖一辈子挖掘机，据报道，他总是“随身携带”实验室，没事就研究半导体材料，还在公司停放挖掘机的大院里，搭建了一个2000平米的实验室。

2010年，宗艳民成立了天岳先进，下决心发挥所学，进军材料行业。

一个偶然的机会，宗艳民得知山东大学蒋民华院士成功培育出碳化硅单晶，但直到2011年蒋院士去世，也未能实现产业化。

蒋民华是我国著名材料学家，1990年代担任过“863计划”新材料领域专家组组长和首席科学家。

1980-2000年代，国外碳化硅企业开始起跑，美国Cree培育出2-4英寸碳化硅衬底，日本电装、德国西门子启动研发碳化硅功率器件，英飞凌开建2英寸碳化硅晶圆生产线。

在中国，挑起技术追赶重任的，是中国科学院物理所、山东大学、中国电科46所等科研单位，据46所的一位工程师回忆，“当时国内只有3个团队在做，几乎没有产业的概念。”

2000年，65岁的蒋民华把碳化硅作为主要研究方向，亲自带队攻坚碳化硅衬底的加工。

据中科院物理所的科研人员介绍，由于国外研究成果高度保密，他们是在没有任何技术、设备的情况下从零开始，光是摸清碳化硅晶体的生长规律就用了6年时间。

2002-2009年，科研工作者通过不懈的努力，解决了各种技术难题，将碳化硅晶体尺寸从厘米级扩大到2-3英寸，继美、日、德之后，使我国成为第4个有能力生长碳化硅晶体的国家。

完成从0到1之后，技术如何落地的问题摆在了科研人员的面前，把碳化硅实验室成果转化成产业的过程太难了，据《济南时报》报道，“这个烫手山芋，国企不敢接，民企不愿接。”

山东大学晶体材料研究院的专家感慨，科学家自己创业，失败的概率太高，而引进外行介入前沿领域的风险更大，因为企业的老板往往不懂技术。

宗艳民决定将自己所有的财富投入，让蒋院士的成果产业化。

“蒋院士让人敬佩，如果他毕生研究的先进成果束之高阁，我国将失去一个在半导体技术上的重大机遇。”宗艳民说。

值得一提的是，中国最早研究碳化硅的三个科研团队，都先后成立公司，他们是：中科院物理所与新疆天富联合组建的天科合达，中国电科院旗下的烁科晶体，以及与山东大学签约，收购了相关研究成果的天岳先进。

这三家公司开启了中国碳化硅材料的产业化进程，如今均在行业名列前茅。

成千上万次的失败

碳化硅创业的前六年，公司几无产出，让宗艳民切实感受到了马斯克说过的那句话，“从技术变产品，比开发技术还要难。”

用挖掘机的利润“输血”碳化硅，三年就投了5个亿，很多人都替宗艳民捏把汗，但他做好长期斗争的准备，立下了技术研发的核心原则：“只审方案、不问周期、不追失败”。

“我这个人，说好听叫执着，不好听叫固执。只要目标可行，就不怕一次次失败。”宗艳民说。

站在蒋院士的研究成果上，天岳先进的碳化硅衬底量产试验从2英寸开始，最难的是原料合成中的“原子管理”，融化后的碳和硅能形成220个晶型，其中只有一个能用作生成半导体衬底。

整个合成过程在密闭的坩埚内完成，温度必须稳定在2300℃以上，高温条件下无法调控，研发人员只能不断调节坩埚结构和保温材料的配置来优化温差，稍有不慎，就要重来。

那几年，研发团队几乎天天吃住在车间，每隔几个小时就检测数据，寻找不同温度、压强与晶体生长质量的关联，一遍又一遍地试错。

据招股书显示，当时公司的利润都来自非半导体行业，几大客户都是珠宝公司，因为不合格的碳化硅衬底能被制成珠宝产品，即廉价版钻石“莫桑钻”，为了芯片而生，但得不到芯片客户和产出的天岳先进，却靠“珠宝”挺过了技术攻坚的至暗时刻。

经过成千上万次的失败，生产工艺终于被确定下来，天岳先进在2015和2017年实现了4和6英寸碳化硅芯片衬底的量产，但即便生产出来，芯片类客户依然是没有。

▲碳化硅衬底，来源：天岳先进

半导体行业历来赢者通吃，国外头部企业占据绝大部分的市场份额，国内企业就算技术产品突破，同台竞争也难有优势，直到2017年，天岳先进仍在生死线上徘徊。

转机在2018年到来，这一年发生了两件改变碳化硅行业的事，一是马斯克宣布在特斯拉Model 3的主驱逆变器使用碳化硅MOSFET，替代传统的硅基IGBT，让默默无闻的碳化硅“一朝天下知”；

二是突然而至的中美科技竞争，导致半导体产业各环节的产品均有被禁运，国内企业和科研机构遭遇外部断供，依赖海外产品的企业纷纷将目光转向国内。

已累计投入10多亿，并且量产6英寸碳化硅衬底的宗艳民因此得到机会，天岳先进收获了自己的头两个量产订单客户，第一个客户来自无线电探测行业，为公司带来了7400万的营收；

第二个客户是通信领域的龙头公司，采购碳化硅衬底用于制造5G射频芯片，合作第一年的采购额是1633万元，第二年暴涨至1.4亿，使天岳先进的营收实现翻倍增长。

2019年8月，天岳先进又迎来关键一跃，完成了成立以来的首次外部融资，华为的全资子公司哈勃投资，向天岳先进投资1.1亿元，持有10%的股份。

华为的青睐，让天岳先进名声大噪，投资机构蜂拥而至，短短一年内，公司估值上涨了10倍。

2022年1月，“中国碳化硅第一股”天岳先进登陆上海科创板，宗艳民很感慨，经过十几年的技术积累，他们攻克了碳化硅衬底制备的关键技术难题，特别是在国际形势突变，国家最需要的时候，扛住了重任，站稳了脚跟。

重塑主导权

旧王落幕，新王加冕。

今年6月，由日本《电子器件产业新闻》主办，有31年历史的半导体年度奖揭晓，天岳先进斩获“半导体电子材料”类金奖。

▲来源：天岳先进

这是一项含金量十足、具有行业指标性意义的大奖，入选者不是主动申报，而是由行业专家根据企业的创新成果评选而出，过往的获奖者有英伟达、索尼、美光、东芝等行业巨头。

本次评选，与天岳先进角逐材料金奖的，有三井化学、三菱材料等日本顶尖半导体材料公司。

就在天岳先进受到国际同行肯定的同时，美国碳化硅巨头Wolfspeed正式申请破产重组，这家一度占据全球60%市场份额的行业龙头何以至此？

盲目自信和市场误判，以及天岳先进等中国公司崛起，是导致Wolfspeed从山顶跌入谷底的关键原因。

作为全球首个实现8英寸碳化硅衬底量产的厂商，Wolfspeed投入数十亿美元兴建工厂，扩大产能，把公司的未来赌在欧美新能源汽车的爆发上。

然而，欧美新能源汽车的增速却不断放缓，导致Wolfspeed新建工厂的产能利用率只有19%，同时8英寸良率40%的问题也未能解决，结果，本应比6英寸更具成本、技术优势的8英寸，反倒成了压垮Wolfspeed的重担。

而天岳先进为代表的中国公司，则抓住机遇，通过将6英寸做出更好性价比成功截胡了Wolfspeed的市场。

比如，在与英飞凌等国际厂商的合作中，当竞争对手的6英寸单片衬底卖1000美元时，天岳先进能把成本控制在500美元以下，夺取市场份额。

据天岳先进2024年报显示，当年公司营收17.68亿元，同比增加41.37%，归母净利润1.79亿元，实现了扭亏为盈，而6英寸导电型碳化硅衬底产品至今仍为其主要收入来源。

“尺寸越大，成本越低”是碳化硅衬底公认的降本发展路径，但若没有良率和产能的保证，成本是降不下来的，Wolfspeed高达1.7万美元的单片晶圆成本就是例证。

尤其难得的是，天岳先进以6英寸赢得竞争的另一边，也一直在加快大尺寸的研发布局。目前，其8英寸产品已落地，可量产，而去年11月的慕尼黑半导体展览会上，天岳先进还全球首发了12英寸碳化硅衬底产品。

回顾二十多年的创业历程，宗艳民认为，过去民营企业的创新缺乏自信，多数是在效仿、赚快钱，天岳先进走到今天，靠的是坚持自主研发，同时保持开放心态与国际接轨，最终突破了第三代半导体材料的核心技术，他说：

“下一步，我们不仅要继续技术层面的突破，更要与器件端、外延端一起努力，形成一支‘联合舰队’，重塑产业链的主导权。”

参考资料：

1]《“实验室”企业家宗艳民》济南日报

[2]《天岳先进：创新的回报》经济观察报

[3]《宗艳民：天岳先进的突破不仅是技术的超越，更意味产业链主导权的重塑》中国经营网