功率半導體被比喻為純電動汽車和工業(yè)設備等需要較多電力的設備的“肌肉”。這些設備需要將通過電池等獲得的電力高效地轉換為動力，承擔這一功能的正是功率半導體。隨著電動車和各種綠化智能的需求成為主流，功率器件的重要程度日益提高。據(jù)悉，目前全球的功率半導體器件主要由歐洲、美國、日本三個國家和地區(qū)提供，他們憑借先進的技術和生產(chǎn)制造工藝，以及領先的品質管理體系，大約占據(jù)了全球60％的市場份額。此前我們報道了華為全面進攻功率器件的新聞。而放眼全球，中國大陸、日本、韓國和歐洲的功率器件競賽已然拉開帷幕。

　　日本功率半導體產(chǎn)能大擴建

　　日本在功率半導體方面實力比較強。在功率元件方面占據(jù)優(yōu)勢的日本半導體企業(yè)有：三菱電機、富士電機、日立功率元件、東芝電子元件與存儲器件等等。中堅企業(yè)有羅姆、產(chǎn)研電氣、新電元工業(yè)等等。

　　2020年12月，東芝稱，在截至2024年3月的財年，東芝將花費約800億日元為其位于日本石川縣的工廠增加生產(chǎn)設備。該集團的晶片生產(chǎn)能力將從每月15萬片升至20萬片。額外的晶圓將交付給日本汽車制造商、中國和其他地方的汽車制造商。東芝擅長生產(chǎn)能有效處理300伏特或更低電壓的低壓產(chǎn)品。東芝希望將功率半導體業(yè)務的銷售額提高30%，從目前的1,500億日圓左右增至2,000億日圓。

　　今年3月10日，東芝又宣布，計劃引進一條新的12英寸晶圓生產(chǎn)線。傳統(tǒng)上，該公司的功率半導體主要使用8英寸晶圓生產(chǎn)。而隨著采用12英寸晶圓生產(chǎn)模擬芯片成為全球趨勢，該公司似乎也在跟緊潮流。東芝表示，新廠建成后，可將功率半導體產(chǎn)能提高20%。

　　據(jù)悉，東芝引進12英寸晶圓生產(chǎn)線的主要目標是提高低壓MOSFET和IGBT的生產(chǎn)能力。根據(jù)規(guī)劃，新產(chǎn)線將于2023財年上半年投產(chǎn)，該公司表示，將根據(jù)市場趨勢，逐步確定后續(xù)投資計劃，并將繼續(xù)擴大日本工廠的分立器件，特別是功率半導體器件的生產(chǎn)。

　　富士電機也表示，到2023財年將在國內外投資1200億日元。該公司計劃提升馬來西亞和日本以外其他地方工廠的產(chǎn)能，使工人能夠將日本制造的零部件加工成成品。該公司的目標是，到2023財年，汽車占功率半導體銷售額的一半，高于2019財年的35%。

　　三菱電機是IGBT模塊的第二大制造商（根據(jù)Omidea的數(shù)據(jù)）。他們將部署從夏普收購的廣島縣工廠，以提高產(chǎn)能。今年11月，新工廠將投入200億日元投入運營。2022財年的總產(chǎn)能將比2019財年翻一番。

　　除此之外，日本一些小企業(yè)還在研究潛力無限氧化鎵，并且在元件、基板等方面的研發(fā)全球領先。資料顯示，日本的功率元件方向的氧化鎵研發(fā)始于以下三位：國立研究開發(fā)法人--信息通信研究機構（NICT：National Institute of Information and Communications Technology）的東脅正高先生、京都大學的藤田靜雄教授、田村（Tamura）制作所的倉又朗人先生。

　　NICT的東脅先生于2010年3月結束在美國大學的赴任并回日本，以氧化鎵功率元件作為新的研發(fā)主題并進行構想。京都大學的藤田教授于2008年發(fā)布了氧化鎵深紫外線檢測和Schottky Barrier Junction、藍寶石（Sapphire）晶圓上的晶膜生長（Epitaxial Growth）等研發(fā)成果后，又通過利用獨自研發(fā)的薄膜生產(chǎn)技術（Mist CVD法）致力于研發(fā)功率元件。倉又先生在田村（Tamura）制作所負責研發(fā)LED方向的氧化鎵單結晶晶圓，并考慮應用到功率半導體方向。

　　三人的接觸與新能源·產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）于2011年度提出的“節(jié)能革新技術開發(fā)事業(yè)—挑戰(zhàn)研發(fā)（事前研發(fā)一體型）、超耐高壓氧化鎵功率元件的研發(fā)”這一委托研發(fā)事業(yè)有一定關聯(lián)，接受委托的是NICT、京都大學、田村制作所等?？梢哉f，由此開啟了功率元件的正式研發(fā)。后來，NICT和田村制作所合作成立了風險投資企業(yè)“Novel Crystal Technology”，京都大學成立了風險投資企業(yè)“FLOSFIA”?，F(xiàn)在，兩家公司都是日本氧化鎵研發(fā)的中堅企業(yè)。

　　歐洲功率半導體穩(wěn)扎穩(wěn)打

　　歐洲素來在汽車工業(yè)和機械工程領域具有明顯優(yōu)勢，這一終端優(yōu)勢培育了歐洲在功率半導體和車用半導體領域的強大競爭力，英飛凌、恩智浦、意法半導體等不僅是歐洲的代表企業(yè)，更在全球名列前茅。

　　2020年4月16日，英飛凌宣布完成對賽普拉斯半導體公司的收購。使得英飛凌在功率半導體領域的地位更加鞏固。去年，英飛凌花費16億歐元（19億美元）在奧地利建造了一座新工廠。該公司去年5月宣布，已經(jīng)完成了建筑外殼的建設，并計劃在2021年底啟動設施。2月，英飛凌宣布，為了緩解全球車用芯片產(chǎn)能不足的困境，將在奧地利新建12英寸晶圓廠，專門用于生產(chǎn)車用芯片，預計將于今年第三季度動工。

　　2020年3月初意法半導體收購法國氮化鎵（GaN）創(chuàng)新企業(yè)Exagan公司的多數(shù)股權。Exagan的外延工藝、產(chǎn)品開發(fā)和應用經(jīng)驗將拓寬并推進意法半導體的汽車、工業(yè)和消費用功率GaN的開發(fā)規(guī)劃和業(yè)務。另外早在2019年，意法半導體還收購了瑞典碳化硅晶圓制造商Norstel AB。

　　博世在功率半導體領域，也在生產(chǎn)傳統(tǒng)硅基的IGBT和碳化硅功率半導體，前者主要打包成系統(tǒng)產(chǎn)品對外出售，后者則是計劃會直接對外銷售。博世于2019年10月正式宣布開展碳化硅的相關業(yè)務，并在德國羅伊特林根建有一條車規(guī)級生產(chǎn)線。博世已于今年1月份在德累斯頓工廠開始生產(chǎn)其首批厚度僅為60微米的晶圓。今年3月份，歐洲大廠博世正在德國德累斯頓建設新的12英寸晶圓廠，投資額達到10億歐元。計劃今年下半年實現(xiàn)商用生產(chǎn)。新的生產(chǎn)工廠將生產(chǎn)功率半導體，可用于電動汽車及其他領域。

　　韓國發(fā)起自救主攻三代功率半導體

　　韓國在功率半導體領域相對薄弱，目前韓國國內市場規(guī)模約為20億美元，由于缺乏技術和專利，長期以來90%以上的市場需求依賴日本進口。自日本去年對三種關鍵半導體材料實施出口管制后，韓國企業(yè)就一直在尋求替代供貨源，同時，用國產(chǎn)擺脫日產(chǎn)也成為當?shù)刂圃焐痰哪繕酥?。于是他們也瞄準了第三代功率半導體。

　　今年年初，SK集團的投資控股公司SK Holdings以268億韓元的價格收購了韓國唯一的碳化硅（SiC）功率半導體制造商Yes Power Techniques的33.6％的股份。近些年來，SK集團對SiC功率半導體的投入不小。除了收購Yes Power Techniques的股份以外，SK Siltron 于還曾以4.5億美元收購美國化學大廠杜邦 （DuPont） 的碳化硅 （SiC） 晶圓業(yè)務，以其拓展車用功率半導體市場。SK Siltron表示，“在硅晶圓領域要追上日本恐怕很難，因此將在次世代技術上進行挑戰(zhàn)”。

　　近日，韓國政府發(fā)布了一份先進功率半導體研發(fā)和產(chǎn)能提升計劃。 與傳統(tǒng)芯片相比，功率芯片可以處理更大的電壓和電流。 在民間企業(yè)的配合下，韓國政府計劃到2025年將市場競爭力提升到全球水平，以便到那一年韓國至少有5種先進的功率半導體產(chǎn)品上市。致力于SiC、GaN、Ga2O3三種材料的應用技術和技術，克服硅酮材料的局限性，協(xié)助國內企業(yè)的材料和芯片研發(fā)工作。

　　韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部在一份聲明中表示，將與韓國國內的代工廠建立6 - 8英寸的制造工藝，以擴大相關的代工服務。  “政府計劃積極支持研發(fā)和基礎設施建設，以搶占仍處于早期階段的下一代功率半導體市場，并建立一個堅實的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，”韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部長官成允模在聲明中表示。

　　中國功率半導體重資投入

　　國內在功率半導體方面這幾年的發(fā)展步伐也很快，投資，建生產(chǎn)線，擴產(chǎn)，尤其是第三代半導體項目，遍地開花。

　　華為正在為公司的功率器件研發(fā)大肆招兵買馬，其中包括IGBT、MOSFET、SiC、GaN等主流的功率器件，據(jù)說隊伍目前已有數(shù)百人。在目前的國際形勢下，華為的海外業(yè)務受阻，新興的汽車業(yè)務成為了華為尋求增長的一個突破口，在華為業(yè)務板塊中的重要性越來越高。進軍做功率器件，無論是IGBT、SiC還是GaN都是為其汽車零部件供應商的身份蓋樓。再就是基于這些功率器件各自的優(yōu)越特性為其自身的設備如基站電源、快充、光電子的研發(fā)等應用服務。

　　華潤微在今年2月份欲募集50億元，主要用于封裝測試標準功率半導體產(chǎn)品、先進面板級功率產(chǎn)品、特色功率半導體產(chǎn)品。該功率半導體封測基地計劃建設周期為三年，項目建成達產(chǎn)后，預計功率封裝工藝產(chǎn)線年產(chǎn)能將達約37.5億顆，先進封裝工藝產(chǎn)線年產(chǎn)能將達約22.5億顆。

　　今年3月初，斯達半導募資35億元人命幣，大舉押注SiC。項目達產(chǎn)后，預計將形成年產(chǎn) 36 萬片功率半導體芯片的生產(chǎn)能力。

　　也是在3月，安世半導體全球銷售資深副總裁張鵬崗在接受央視專訪時談到，聞泰科技安世半導體位于上海臨港的 12 寸晶圓廠已于今年一月破土動工，將于 2022 年 7 月投產(chǎn)，產(chǎn)能預計將達到每年 40 萬片。

　　而據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》4月9日報道，聞泰科技又計劃投資120億元人民幣，在上海建廠生產(chǎn)用于控制電路的功率半導體。報道稱，聞泰科技此次同荷蘭安世半導體合作建設的工廠將于2022年投入運營，主要生產(chǎn)功率半導體和晶體管等“分立半導體”。工廠在生產(chǎn)過程中將使用大口徑的12寸晶圓，年產(chǎn)量可達40萬枚，將成為分立半導體行業(yè)的世界第一大生產(chǎn)商。分立半導體不在美國的制裁范圍內。分立半導體無需精密加工，用傳統(tǒng)制造裝置也可實現(xiàn)生產(chǎn)。由于這些裝置在制裁名單之外，Omdia公司專家南川明認為，中國的企業(yè)容易自主進行設備投資。

　　2020年12月21日，士蘭微電子12吋特色工藝芯片生產(chǎn)線在廈門海滄正式投產(chǎn)！規(guī)劃項目總投資170億元，規(guī)劃建設兩條以功率半導體芯片、MEMS傳感器芯片為主要產(chǎn)品的12吋特色工藝功率半導體芯片生產(chǎn)線。  第一條12吋產(chǎn)線，總投資70億元，工藝線寬90納米，計劃月產(chǎn)8萬片。

　　近日，又一家功率半導體廠商芯導科技正式闖關科創(chuàng)板。申報稿顯示，芯導科技此次擬募集資金4.4億元，扣除發(fā)行費用后，將全部用于高性能分立功率器件開發(fā)和升級、高性能數(shù)?；旌想娫垂芾硇酒_發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、硅基氮化鎵高電子遷移率功率器件開發(fā)項目、以及研發(fā)中心建設項目。

　　諸如此類的功率半導體項目不勝枚舉。目前國內功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善，技術也正在取得突破，相信在新風口新技術之下，國內還是可以一搏的。