深夜,西部数据中心。数十万台服务器持续运转,每分每秒都在消耗巨大电能。
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另一边,超级充电站正以近兆瓦的功率为电动卡车补能。
这两个蓬勃发展的图景,却暗含一个巨大的挑战:我们当下的电力系统,能否支撑起一个全面电气化、智能化的未来?这不仅是产业的课题,更是国家战略的关切。在“双碳”目标与数字中国建设的蓝图下,让电力输送更智能、更高效,已成为关乎未来竞争力的关键。
“未来,可能有10%到20%的电能都将用于计算。”深耕碳化硅领域多年的黄兴博士,指出破题的方向:“将供电架构优化为高压直流,能耗的降低将呈现乘数效应。”
而让高压直流技术发挥作用的关键,则是碳化硅(SiC)功率芯片。与传统硅基芯片相比,碳化硅芯片能以更小的能量损耗、更高的频率和可靠性,实现电能的精准、高效转换。
早在2010年,黄兴博士在其主导的固态变压器(SST)研究中,便前瞻提出:以宽禁带功率器件为核心,将传统工频电能变换体系重构为高频化、模块化与可控化的电力电子系统。这一思路在当时十分前沿,如今正随着碳化硅功率芯片的成熟逐步走向工程落地。
黄兴所创办的派恩杰半导体,正成为铺设这条未来之路的核心力量之一。这家来自浙江的硬科技企业,正凭借其自主研发的碳化硅芯片,让高效、稳定的高压直流电力转换,加速走向千行百业。
01
从芯片到封装,助力客户高效量产
2018年,中国新能源汽车产业蓬勃兴起,却深陷“缺芯”之困。
彼时,黄兴已在美国从事碳化硅芯片研发多年。这位师从IGBT发明人与SST(固体变压器)首创者的海归博士,曾亲历美国碳化硅产业化进程。他看到了碳化硅技术所蕴含的巨大产业机遇,也清醒地认识到中国高端功率芯片领域的现实瓶颈。
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派恩杰创始人黄兴
这种反差,让他决心做出改变。
2018年9月,黄兴在浙江创办派恩杰,专注于碳化硅芯片的自主研发与制造,意在“提供自主可控的电能转换核心,助力中国产业打破垄断。”
由此,中国功率半导体的赛道上,一家凭借领先一代的技术代差锚定未来的硬核企业,冉冉升起。
对于派恩杰服务的客户而言,无论是新能源汽车厂商、数据中心运营商还是充电桩企业,技术路线的选择都关乎产品成败。“如何在提升效率的同时,确保绝对可靠?”这是他们共同的核心关切。
黄兴带领派恩杰给出的答案是:坚持并优化“平面栅技术”路线,并以此为基础,构建一套从芯片到封装的完整解决方案。
“功率半导体也有‘摩尔定律’,”黄兴解释道,“核心就是不断缩小元胞尺寸,这是提升能效的第一性原理。”通过持续优化,派恩杰将其碳化硅MOSFET的元胞尺寸,从第三代的4.8μm缩小至第四代3.2μm。这一突破不仅显著降低了能量损耗,更关键的是,平面栅结构赋予了芯片在高温下卓越的稳定性,使其在175°C甚至200°C的严苛环境中仍能保持可靠工作。
然而,对碳化硅产业而言,芯片设计只是起点。
许多企业陷入“只设计、不封测”的困境:一方面,芯片性能在实际系统中被封装瓶颈损耗,潜力无法释放。更关键的是,企业如果仅提供标准芯片,产品只在供应链上游,很难与客户产生深度链接,也就极易被替代。
黄兴很早就洞察到,功率半导体竞争的胜负手,已从单纯的芯片性能,转向“芯片与封装的协同优化”。
因此,派恩杰自主攻克了嵌入式封装这一关键壁垒。嵌入式PCB封装技术,能将芯片直接嵌入电路板,彻底取消键合线,将寄生电感降至3nH以下。这让派恩杰能提供更定制化、更高性能的封装方案,真正成为客户的系统级伙伴。
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派恩杰在芯片与封装环节持续精进
平面栅芯片与嵌入式封装的结合,为客户带来了系统级的价值提升。平面栅芯片确保了高效与耐温,而嵌入式封装则保障了高频高压下的稳定与简洁。国内充电桩企业安世博在采用该方案后,不仅实现更高转换效率,散热设计也大幅简化,整机功率密度与寿命显著提升。
此外,在关键时刻,派恩杰“芯片+封装”的全链路能力,还能转化为强大的问题解决力。
去年秋天,一家新能源头部企业的产品在量产前测试中突发故障,原因不明,而交付窗口正在急速关闭。派恩杰的技术团队深夜接到求助,立即奔赴客户现场。
“没有明确的失效记录,情况很复杂,时间只剩不到一周。”团队负责人回忆道。接下来几天,工程师们与客户并肩扎进实验室,通宵分析波形、调整参数、进行一轮又一轮的老化测试。最终,问题被成功定位并解决,客户的量产线得以如期启动。
凭借从芯片到封装的前瞻布局,派恩杰将自己的技术优势转化为客户的竞争力。
这印证了黄兴的理念:“我们不只提供高性能芯片,更提供一套确保高效、可靠运行的系统解决方案。”
02
卡位超级风口,完成6轮融资
凭借这样的技术实力与市场验证,派恩杰正迎来前所未有的产业机遇。
其所处的碳化硅功率器件市场正迎来爆发式增长,预计将从2024年的26亿美元增至2025年的29亿美元。在新能源与AI数据中心这些超级风口的推动下,碳化硅产业正迎来前所未有的发展机遇。
广阔的市场也意味着激烈的竞争。
尤其在价格敏感的应用领域,不少碳化硅企业陷入“性能趋同、成本比拼”的消耗战,难以通过技术差异化建立长期优势。然而,在高端市场与关键应用中,可靠性与系统效能才是客户关注的真正焦点。
派恩杰坚持以性能引领,持续赢得对品质有极致要求的头部客户认可。在新能源汽车领域,派恩杰的车规级产品已在国内主流车企及头部Tier1供应商中实现规模化应用;面对AI算力中心迫切的节能需求,其高压直流解决方案正与全球领先的算力提供商展开深度合作;而在超充与储能市场,派恩杰的器件已成为多家头部客户产品的核心选择。
派恩杰的市场影响力,还不止于国内市场。在国际舞台上,派恩杰的产品也赢得了顶尖客户的突破性认可。
黄兴分享了一个标志性案例。一家欧洲顶级汽车制造商在评估其下一代电动平台供应链时,对技术参数报告提出了疑问。因为派恩杰碳化硅芯片的多项关键指标,竟然达到了该车企对2027年供应商的预期水平。
“他们不太相信,要求我们立即送样。”黄兴笑道。在收到样品并进行全面测试后,对方的技术团队被结果说服。派恩杰凭借实实在在的数据,成功跻身其第一梯队供应商名录。
这一突破的背后,是派恩杰对产业模式的深刻选择。与单纯的设计公司不同,派恩杰坚定走IDM道路,成为国内极少数掌握“芯片设计-工艺制造-先进封装”完整核心能力的IDM模式企业。从元胞微缩、平面栅工艺优化到颠覆性的嵌入式封装,派恩杰积累了深厚的专利与Know-how。正是这种一体化掌控,构成了其应对高端市场严苛要求的系统性能力。
尽管一贯保持低调深耕的姿态,派恩杰在行业中的影响力已逐步显现。公司参与国际标准委员会JC‑70的相关标准制定工作,这不仅是其技术话语权的体现,也为产品持续满足全球顶尖客户需求提供了标准层面的保障。
面向广阔的市场前景,派恩杰制定了清晰的业务增长路径。
技术上,从Gen4向Gen5超小元胞(2.4μm)及超高压系列迭代;市场上,从新能源车规模应用,系统切入智能电网、轨道交通等高门槛领域;产品形态上,通过车规模块扩产与嵌入式方案深耕,从芯片供应商向系统级合作伙伴演进。
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派恩杰产品进阶
这一连贯而扎实的进展,让派恩杰在资本视野中逐渐显露出“隐形冠军”的轮廓。目前,派恩杰已完成6轮融资,最新一轮融资金额近5亿元。其股东阵容包括立讯精密、东风汽车等产业资本,以及浦科投资、南创投、华业天成等专业投资人。融资资金正全力支持其车规模块持续扩产、国内外双循环供应链布局等战略规划,为即将到来的市场爆发储备产能。
03
构建产业生态,获评“最具投资价值企业”
在产业安全层面,功率半导体被称为工业的“心脏”。这一核心环节的自主可控,关乎国家关键产业链的韧性与安全。
派恩杰在这一领域的实践,正提供着扎实的例证。
目前,派恩杰已实现超过80款产品量产,覆盖从消费电子到工业电网的全场景需求。这为新能源汽车、“东数西算”等国家战略提供了自主可控、可批量交付的核心器件选择。
除了企业自身提供自主可控的产品,派恩杰还在推动产业链协同。黄兴早就意识到,“碳化硅功率器件总成本中高达80%来自原材料,设计端仅占20%。”
因此,在夯实供应链基础之上,派恩杰进一步发挥产业龙头牵引作用。公司以开放协同的姿态,在长三角地区带动材料、设计、制造、封装及应用企业集聚,初步形成了一个知识与技术高效流转的碳化硅产业集群。这不仅大幅降低了全产业链的综合成本,更显著提升了区域在第三代半导体领域的整体竞争力与话语权。
其对产业与区域发展的双重价值,获得了政府的高度认可。公司也因此获得“宁波最具投资价值企业”等多项荣誉。与此同时,派恩杰通过内部系统化培养和与高校的紧密产学研合作,持续为产业生态输送复合型人才,构筑起创新人才梯队。
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派恩杰半导体
技术的终极目标,在于推动世界的可持续发展。提高能源转换效率,降低能量损耗,正是碳化硅芯片的核心使命。
黄兴判断,碳化硅在综合成本上替代传统硅基IGBT的转折点即将到来。到那时,派恩杰制造的每一颗高效芯片,都将在能源转型与数字中国建设中,贡献至关重要的基础支撑。
04
结语:务实者的征程
回顾七年创业历程,“务实”成为派恩杰团队最常提及的关键词。
这背后,是团队对碳化硅产业真实挑战的清醒认知。这一赛道既面临材料成本高、工艺难度大、产业链条长的固有门槛,也遭遇国际巨头长期垄断核心技术、主导产业生态的外部压力。而国内行业在快速起步的同时,也需警惕陷入低水平重复与单纯价格竞争的窘境。
派恩杰选择的,是一条更艰难但也更具远见的道路。
尽管创业之路布满挑战,但每一寸进步都使人心生欢喜。黄兴仍旧记得那个寻常傍晚,他指着街上驶过的比亚迪汽车,对身边的儿子说:“看,那辆车里,有爸爸做的芯片。”
从实验室的图纸,到路上奔跑的汽车;从精密的晶圆,到支撑数字时代的算力中心,一颗芯片的价值,在静默的运行中彰显。
派恩杰的故事,是中国硬科技创新的一个缩影。一个又一个硬科技企业用实践表明,中国半导体的真正突破,不止于单点替代,更在于在产业链关键环节构筑起难以绕过的价值高地。我们有理由相信,在时代的深刻变局中,中国芯会智慧、高效地走向每一个需要它的角落。
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