《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從功率兩巨頭的布局,看半導(dǎo)體基業(yè)長青之道

2021-10-27
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 功率 半導(dǎo)體

  前言:英飛凌和安森美是模擬和功率器件廠商中排名前十的兩家領(lǐng)軍企業(yè),從他們近期公布的公司戰(zhàn)略發(fā)展方向上,我們可以一窺半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展方向和行業(yè)未來發(fā)展道路。

  在這個(gè)月初英飛凌科技2021年投資者日上,領(lǐng)導(dǎo)層公布了英飛凌的戰(zhàn)略發(fā)展方向,即Electrification電氣化和Digitalization數(shù)字化。無獨(dú)有偶,在兩個(gè)月前,安森美半導(dǎo)體也公布了該公司的兩個(gè)戰(zhàn)略發(fā)展方向,Intelligent Power智能電源和Intelligent Sensing智能感知。自此,兩家模擬和功率器件的頭部企業(yè)除了繼續(xù)在其根基功率半導(dǎo)體方面深耕外,還各自朝著不同的方向發(fā)展。

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  英飛凌科技和安森美半導(dǎo)體的戰(zhàn)略發(fā)展方向

  來源:公眾號01芯聞

  不約而同

  在電氣化或曰智能電源的這個(gè)戰(zhàn)略發(fā)展方向上,兩家企業(yè)的核心產(chǎn)品類似,都是以IGBT, MOSFET和化合物半導(dǎo)體為主的功率開關(guān)器件,涵蓋從低壓到高壓的模塊和單管產(chǎn)品。另外還包括各類IC產(chǎn)品,如驅(qū)動(dòng)芯片和電源管理芯片等。針對的主要應(yīng)用也相似,集中于5G與云計(jì)算所需電源,電動(dòng)汽車動(dòng)力總成與配套充電設(shè)施,風(fēng)能太陽能等新能源的轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能,以及工業(yè)自動(dòng)化的電源管理和傳統(tǒng)的汽車應(yīng)用如發(fā)動(dòng)機(jī)控制,車身和車燈電源等。稍有不同的是英飛凌擁有數(shù)千伏特的大功率模塊產(chǎn)品線,能夠覆蓋電力傳輸和高鐵動(dòng)力總成這類需要高壓產(chǎn)品的應(yīng)用。

  功率半導(dǎo)體是英飛凌和安森美的安身立命之本,兩家企業(yè)均是 業(yè)內(nèi)排名前十的企業(yè)。在細(xì)分市場上,更是佼佼者:英飛凌和安森美占據(jù)全球功率MOSFET市占率的前兩名,同時(shí)也是IGBT市場上排名第一和第三的供應(yīng)商。因此,英飛凌和安森美不斷在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域加強(qiáng)自身優(yōu)勢,不僅在傳統(tǒng)的硅器件上保持研發(fā)強(qiáng)度,陸續(xù)推出了各類汽車和工業(yè)用大功率模塊,還自建或收購十二寸晶圓廠用于功率半導(dǎo)體的生產(chǎn),既大幅提供產(chǎn)能,又降低了成本。不僅如此,兩家企業(yè)還在2015年的半導(dǎo)體行業(yè)并購高峰時(shí)期,分別收購了業(yè)內(nèi)傳奇廠商國際整流器公司IR(International Rectifier)和仙童半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor)。這兩次收購不僅增強(qiáng)了英飛凌和安森美在硅開關(guān)器件方面的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品廣度,更關(guān)鍵的是補(bǔ)全了兩家公司在第三代半導(dǎo)體上的布局。

  英飛凌獲得IR開發(fā)多年的氮化鎵(GaN)技術(shù),為消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用增加了一條極具潛力的產(chǎn)品線。而安森美不但從仙童處獲得了工業(yè)和汽車級碳化硅(SiC)技術(shù)積累,而且得到仙童在韓國富川市(Bucheon)的成熟晶圓廠,立刻具備了4寸碳化硅大規(guī)模生產(chǎn)能力和6寸碳化硅的開發(fā)能力。從此之后,兩家公司同時(shí)具備碳化硅和氮化鎵產(chǎn)品的供應(yīng)能力。隨后英飛凌和安森美還各自收購了碳化硅材料供應(yīng)商,在第三代半導(dǎo)體發(fā)展如火如荼的今天,繼續(xù)保持其行業(yè)領(lǐng)先地位。

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  安森美戰(zhàn)略方向涉及的應(yīng)用領(lǐng)域

  來源:安森美半導(dǎo)體

  各表一枝

  但是在另一戰(zhàn)略發(fā)展方向上,英飛凌和安森美則分道揚(yáng)鑣。

  英飛凌選擇的是數(shù)字化,近年來在這方面的投資可謂不遺余力,不僅重金收購了老牌數(shù)字芯片公司Cypress賽普拉斯半導(dǎo)體,還在公司執(zhí)行委員會(huì)(Executive Board)中專門設(shè)立了一個(gè)與COO和CFO平級的CDTO(Chief Digital Transformation Officer)首席數(shù)字化轉(zhuǎn)型官來負(fù)責(zé)公司數(shù)字化戰(zhàn)略,此職位由前漢莎技術(shù)董事會(huì)成員 Constanze Hufenbecher女士擔(dān)任。

  英飛凌數(shù)字化戰(zhàn)略的核心應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)IOT,包括輔助與自動(dòng)駕駛、智能家居、智能工廠、智能倉庫、智慧城市、可穿戴設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域。這個(gè)戰(zhàn)略方向部分繼承于收購的賽普拉斯,其賽普拉斯3.0戰(zhàn)略聚焦的兩大重點(diǎn)增長領(lǐng)域之一就是物聯(lián)網(wǎng)。這個(gè)戰(zhàn)略方向?qū)?yīng)傳感、運(yùn)算、連接、安全和存儲(chǔ)五大類產(chǎn)品線,以及相應(yīng)的軟件開發(fā)平臺(tái),包括8/16/32位微處理器系列,WIFI、藍(lán)牙和NFC等連接方案,聲音、壓力和雷達(dá)等各類傳感器芯片,存儲(chǔ)芯片,安全芯片等。這些產(chǎn)品有的來自收購前的英飛凌,有的來自賽普拉斯,不少產(chǎn)品在兩家公司合并前就已經(jīng)是其細(xì)分市場里最具競爭力的芯片之一。合并后,新英飛凌的產(chǎn)品組合涵蓋數(shù)字、模擬和功率半導(dǎo)體,產(chǎn)生了極強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)。例如在邊緣物聯(lián)網(wǎng),英飛凌可以提供的產(chǎn)品有各類傳感器、微處理器、非易失性內(nèi)存、電源芯片、連接芯片、安全芯片和相應(yīng)的軟件平臺(tái)。

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  英飛凌戰(zhàn)略發(fā)展方向?qū)?yīng)的產(chǎn)品線

  來源:英飛凌科技

  安森美則看好智能感知這個(gè)比較細(xì)分的領(lǐng)域,由歷史上數(shù)次收購整合而來的智能感知事業(yè)群(ISG)作為主要支持部門,產(chǎn)品包括攝像頭、超聲雷達(dá)和激光雷達(dá)中用到的圖像傳感器、光電倍增管和收發(fā)器等部件,主要針對汽車輔助駕駛和自動(dòng)駕駛,以及工業(yè)自動(dòng)化和部分消費(fèi)領(lǐng)域。

  橫向比較兩家公司在投資者日的展示,安森美還是采用比較傳統(tǒng)的半導(dǎo)體企業(yè)宣講方式,從市場規(guī)模和增長率出發(fā),分解到目標(biāo)應(yīng)用所需的系統(tǒng)方案,再延伸到具體產(chǎn)品層面。而英飛凌則高屋建瓴,不再僅僅關(guān)注產(chǎn)品及系統(tǒng)層面,而是從頂層的科技趨勢出發(fā),對應(yīng)到應(yīng)用領(lǐng)域,再由此引出整體解決方案以及產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的產(chǎn)品組合,層層推進(jìn),更似系統(tǒng)公司而非元器件公司的介紹。除了具有競爭力的硬件產(chǎn)品外,英飛凌還能為物聯(lián)網(wǎng)提供軟件支持,并提出了軟件即服務(wù)(SaaS)的商業(yè)模式,增加了公司的想象空間。

  另一方面,安森美2019年收購Quantenna獲得的WIFI等技術(shù)沒有在投資者日上獲得曝光機(jī)會(huì),而英飛凌通過數(shù)字化戰(zhàn)略方向,將原賽普拉斯產(chǎn)品有機(jī)整合。對此資本市場也做出反映,投資者日當(dāng)天英飛凌股票上漲2.7%,而安森美股票則下降2.1%。

  當(dāng)然,安森美新任CEO Hassane El-Khoury僅上任半年多的時(shí)間,剛剛通過組織架構(gòu)調(diào)整為其新戰(zhàn)略積極布局。舉措之一便是調(diào)整市場營銷Marketing部門的地位。過去,該部門歸屬銷售部門,匯報(bào)給銷售部門的執(zhí)行副總,El-Khoury表示這樣做的結(jié)果就是市場營銷人員也變成了銷售人員,追逐短期的營收目標(biāo)而非中長期的市場規(guī)劃。于是在投資者日的同一個(gè)月,安森美將市場營銷部門從銷售部門中獨(dú)立出來,任命Felicity Carson女士為CMO首席市場官和高級副總,直接匯報(bào)給CEO。該公司還規(guī)劃了其他措施來實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)略方向,不過尚需時(shí)日來觀察到它們帶給安森美的變化。

  窺探基業(yè)長青之道

  綜合兩家的投資者日演講和前期的公司新聞與季報(bào),我們可以一窺半導(dǎo)體原廠是如何做到基業(yè)長青的。

  首先,無論是通過有機(jī)增長還是收購的方式,你必須在某一領(lǐng)域甚至是某一細(xì)分領(lǐng)域成為頭部企業(yè)。

  安森美十多年以來在圖像傳感器方面持續(xù)進(jìn)行大量投入,并且不斷通過收購融入了Aptina, Truesense, Cypress Image和SensL等眾家之所長,這才讓安森美車規(guī)圖像傳感器獲得超過50%的市占率。同時(shí),企業(yè)還可以跨價(jià)值鏈尋找合作伙伴共同開發(fā),增加領(lǐng)先優(yōu)勢。一個(gè)很好的例子就是各大半導(dǎo)體原廠為特斯拉定制大電流IGBT單管以及之后的TPAK模塊。

  2015年筆者在仙童半導(dǎo)體立項(xiàng)開發(fā)兩款大電流車規(guī)IGBT單管AFGY160T65SPD和AFGY120T65SPD時(shí),一開始就與特斯拉動(dòng)力總成部門緊密合作,共同定義產(chǎn)品性能和各類測試要求——無論是100%瞬態(tài)抗擾度測試(Transient Immunity),還是器件分檔篩選(binning),亦或爬電距離和管腳長度選擇等——均是從Model S的量產(chǎn)數(shù)據(jù)和實(shí)際應(yīng)用中出發(fā)。雖然特斯拉因?yàn)閮r(jià)格和供應(yīng)鏈等諸多原因最終選擇了其他半導(dǎo)體原廠,但是這兩款產(chǎn)品墻內(nèi)開花墻外香,之后被國內(nèi)和歐洲的幾家系統(tǒng)廠商所選用。更進(jìn)一步,這兩款產(chǎn)品的成功量產(chǎn)也為仙童和安森美(2016年9月收購仙童)擴(kuò)展大電流車規(guī)級IGBT產(chǎn)品組合奠定了技術(shù)、測試和生產(chǎn)方面的基礎(chǔ)。之后安森美推出的VE-Trac系列IGBT模塊和裸片(bare die)產(chǎn)品就是受益于此。

  意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)在與特斯拉的合作中同樣受益匪淺,特別是第一代TPAK模塊結(jié)合了特斯拉的電動(dòng)汽車量產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)和對技術(shù)趨勢的準(zhǔn)確判斷,以及意法半導(dǎo)體的碳化硅技術(shù)儲(chǔ)備,最終成為了第一款在電動(dòng)汽車中獲得大規(guī)模應(yīng)用的碳化硅模塊。這個(gè)爆款產(chǎn)品不僅給意法半導(dǎo)體帶來了大量營收和行業(yè)知名度,還提供了寶貴的應(yīng)用數(shù)據(jù),并讓其掌握了銀燒結(jié)(Ag Sintering)等新技術(shù)。這些數(shù)據(jù)和技術(shù)擴(kuò)散到意法半導(dǎo)體的其他產(chǎn)品中,進(jìn)一步鞏固了該公司在汽車功率電子方面的領(lǐng)先地位。

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  AFGY160T65SPD和TPAK

  來源:安森美半導(dǎo)體,System Plus Consulting

  其次,在應(yīng)用領(lǐng)域找到一條又長又濕的雪道,在其中占據(jù)一席之地獲得高利潤。

  自動(dòng)駕駛汽車、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能,以及正在到來中 5G應(yīng)用,都是可能的高利潤雪道。而且它們還處于競爭的中前期,細(xì)分領(lǐng)域或者利基市場仍有不少機(jī)會(huì)。與此同時(shí),根據(jù)麥肯錫的研究,五大類半導(dǎo)體企業(yè),即內(nèi)存、微處理器、無晶圓模式、半導(dǎo)體設(shè)備和晶圓代工廠,在2015-2019年間獲得了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總利潤的60%,并且這樣的情況在未來還將繼續(xù)維持。因此,半導(dǎo)體企業(yè)在選擇雪道的同時(shí),也要考慮如何向這五大類靠攏。其中內(nèi)存、微處理器、半導(dǎo)體設(shè)備和晶圓代工廠為頭部企業(yè)優(yōu)勢明顯的領(lǐng)域,所以無晶圓商業(yè)模式成為大多數(shù)中小半導(dǎo)體原廠和初創(chuàng)企業(yè)的選擇。

  而且許多IDM廠商也在往無晶圓模式靠攏——雖然今年缺芯危機(jī)的主要原因之一是晶圓代工廠的產(chǎn)能瓶頸,但是英飛凌COO Jochen Hanebeck在投資者日上仍然表示外包生產(chǎn)的份額還會(huì)繼續(xù)增加。El-Khoury也表示安森美會(huì)轉(zhuǎn)向Fab-Liter的生產(chǎn)模式,關(guān)閉規(guī)模小的自有晶圓廠,將投資集中于紐約州East Fishkill的12英寸晶圓廠,并將外包份額從34%增加到45%。從財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)上來看,安森美和英飛凌的運(yùn)營利潤率一般只在12.5%左右,而同為模擬和功率半導(dǎo)體廠商的芯源系統(tǒng)(MPS),卻可以通過Semi-Fabless模式實(shí)現(xiàn)30%左右的運(yùn)營利潤率。

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  2015-2019年間半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)累計(jì)利潤的分布

  來源:麥肯錫咨詢

  再次,半導(dǎo)體廠商需要對供應(yīng)鏈的變化持續(xù)保持警覺和敏銳,不斷探索多元化生產(chǎn),增加供應(yīng)鏈彈性。

  例如,前面提到芯源系統(tǒng)采用的Semi-Fabless模式,即原廠自行開發(fā)產(chǎn)品工藝并在多個(gè)代工廠生產(chǎn),由此獲得更大的代工定價(jià)權(quán)與具備彈性的生產(chǎn)布局,同時(shí)投資部分自有測試設(shè)備和產(chǎn)能加快產(chǎn)品開發(fā),增強(qiáng)質(zhì)量管控。本周剛上市的氮化鎵第一股納微半導(dǎo)體(Navitas)也透露未來該公司可能采用Semi-Fabless的方式,以期獲得較高的EBITDA(詳情請見之前的公眾號文章《氮化鎵第一股,納微半導(dǎo)體強(qiáng)在哪里?》)。

  另外,半導(dǎo)體原廠還可以與半導(dǎo)體設(shè)備制造商合作,在晶圓生產(chǎn)和封裝測試端增強(qiáng)技術(shù)實(shí)力,用新技術(shù)和新供應(yīng)鏈管理方法加快量產(chǎn)爬坡。例如,在建設(shè)奧地利菲拉赫(Villach)十二英寸晶圓廠時(shí),英飛凌提出“One Virtual Fab一體化虛擬工廠”的概念,即在菲拉赫新廠采用與德勒斯頓(Dresden)十二寸晶圓廠完全相同的設(shè)備和工藝,并結(jié)合最新的自動(dòng)化和數(shù)字化流程管理與物流管理,構(gòu)建出一個(gè)虛擬的單一晶圓廠。芯片生產(chǎn)可以在這兩個(gè)晶圓廠彈性的切換,協(xié)同生產(chǎn),按需分配產(chǎn)能,實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果。

  第四,對汽車等缺芯可能成為新常態(tài)的行業(yè),通過調(diào)整供應(yīng)條款和定價(jià)策略降低產(chǎn)業(yè)周期性。

  半導(dǎo)體原廠的供應(yīng)合同一般為長期約束性協(xié)議(所謂的Take-or-Pay Deal 照付不議交易),要求客戶提供6-12個(gè)月的采購訂單。但是汽車行業(yè)的客戶卻有所不同——因?yàn)槠囆袠I(yè)過去以穩(wěn)定著稱,雖然供應(yīng)鏈復(fù)雜且涉及大量外包,整車廠對零部件采購遵循準(zhǔn)時(shí)化零庫存原則(Just-in-Time),僅僅承諾幾周到幾個(gè)月的綁定采購合同,這對生產(chǎn)周期長、產(chǎn)能擴(kuò)充慢的汽車芯片尤其不友好。但是去年以來的半導(dǎo)體短缺危機(jī),使得越來越多原廠要求整車廠與一級供應(yīng)商簽訂長期供應(yīng)合同(LTSA),避免供應(yīng)中斷。從另一方面說,這對整車廠也有正面的意義。根據(jù)麥肯錫全球研究院的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),影響全球生產(chǎn)的供應(yīng)鏈沖擊平均每四年就會(huì)發(fā)生一次。受此影響,企業(yè)每10年就有一年損失其年收入的42%。有介于此,一些眼光深遠(yuǎn)的整車廠主動(dòng)與頭部半導(dǎo)體原廠合作,既獲得了穩(wěn)定的芯片供應(yīng),也間接占用了競爭對手未來能夠從這些頭部半導(dǎo)體廠商那里獲得的產(chǎn)能。關(guān)于這部分的一些感悟可以參考之前的公眾號文章《汽車新局面下的半導(dǎo)體思考》。

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  英飛凌對收購賽普拉斯的價(jià)值定位

  來源:英飛凌科技

  最后,制定出適合自己的并購策略。

  企業(yè)可以通過小型的并購,擴(kuò)展到與自身優(yōu)勢領(lǐng)域相鄰的產(chǎn)品和應(yīng)用,亦或通過并購獲得支撐自己優(yōu)勢領(lǐng)域的某種重要能力。近期安森美收購GT Advanced Technologies便是為了增強(qiáng)該公司在碳化硅產(chǎn)品和智能電源戰(zhàn)略方向上的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)能。如果條件合適,并且可以開辟重要的新市場,也可以進(jìn)行大型的并購。英飛凌收購賽普拉斯就是希望從一個(gè)功率和模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商,擴(kuò)展到數(shù)字電子領(lǐng)域。當(dāng)然,大型并購?fù)ǔC媾R冗長的審核和競爭對手的攪局,并購雙方需要對業(yè)務(wù)連續(xù)性甚至收購失敗做好充分的準(zhǔn)備。例如,安森美對仙童的收購歷經(jīng)一年多才最終完成,其間原仙童員工心情跌宕起伏,不足為外人道也。

  小結(jié):雖然目前半導(dǎo)體行業(yè)處于超級景氣時(shí)期,但是從業(yè)者以及投資者切記不可高枕無憂,需要從行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)身上了解它們?nèi)绾尉影菜嘉#?guī)劃戰(zhàn)略方向,從而一窺其基業(yè)長青之道。




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