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火熱的2022,功率半導(dǎo)體十大新聞盤點

2023-01-03
來源:集微網(wǎng)

  集微網(wǎng)消息,在喧鬧與紛擾中,我們即將揮別2022年。

  這一年,全球政治、經(jīng)濟(jì)、公共衛(wèi)生領(lǐng)域集中發(fā)生了一系列堪稱“史詩”級的劇烈變化,深深嵌入全球宏觀脈動的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),自然也伴隨著這樣的變化出現(xiàn)了明顯的行業(yè)周期轉(zhuǎn)折。

  不過在眾多細(xì)分領(lǐng)域廠商下半年忙于砍單、去庫、降價、減產(chǎn)的時候,功率半導(dǎo)體卻“風(fēng)景這邊獨好”,依然維持著相當(dāng)景氣度,產(chǎn)業(yè)的韌性從何而來?

  帶著這樣的追問,集微網(wǎng)對功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)2022年發(fā)生的十大熱點新聞進(jìn)行了整理,以期從中為讀者展現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展韌性的“來龍”與“去脈”。

  1,新能源汽車消費爆發(fā)式增長

  如果說2022年半導(dǎo)體熱點是功率,那么功率的熱點無疑是車規(guī)。

  與傳統(tǒng)燃油車相比,新能源汽車單車半導(dǎo)體元器件價值量有明顯提升,在純電動汽車1000-1500美元的單車“硅含量”中占比可達(dá)50%,因此隨著新能源汽車消費熱潮到來,車規(guī)功率半導(dǎo)體可謂最大的受益者。

  當(dāng)下的新能源汽車消費熱度,在中國這一核心市場尤為明顯。根據(jù)12月9日中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù),今年1至11月,我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成625.3萬輛和606.7萬輛,同比均增長1倍,在國內(nèi)汽車市場整體大盤中占比達(dá)25%,其中11月份國內(nèi)新能源汽車月度產(chǎn)銷再創(chuàng)新高,分別達(dá)到76.8萬輛和78.6萬輛,在當(dāng)月全部汽車產(chǎn)銷量中占比進(jìn)一步攀升至三分之一,而在全球新能源汽車銷量中,中國車市占比已超過60%,成為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)名副其實的增長“引擎”,也使中國成為功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一片發(fā)展沃土。

  2,SiC裝車開始放量

  碳化硅(SiC)在車用功率半導(dǎo)體中無疑算得上“小字輩”,不過憑借著特斯拉率先將其導(dǎo)入主驅(qū)逆變器的示范效應(yīng),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程得到明顯加速。

  從2018年Model 3上首次運用,到競爭對手觀察、評估,形成對技術(shù)方向的共識預(yù)期并跟進(jìn)開發(fā),2022年的確已經(jīng)到了碳化硅器件、模塊加速裝車應(yīng)用的一個關(guān)鍵節(jié)點,以功率巨頭英飛凌為例,該公司目前就已獲得約20個碳化硅design-wins,客戶包括“蔚小理”等諸多知名整車廠商。

  伴隨應(yīng)用加速,車用碳化硅市場未來潛在空間也有了更清晰明朗的輪廓,集微咨詢近期發(fā)布《第三代半導(dǎo)體在新能源汽車上的應(yīng)用及展望》報告,預(yù)計2022年新能源汽車SiC功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到近70億元人民幣,而到2025年800V+SiC方案的滲透率將超過15%。

  3,中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起

  缺貨,依然是功率半導(dǎo)體,特別是車用市場的主旋律。

  供不應(yīng)求的局面,使海外巨頭構(gòu)筑的商務(wù)壁壘松動,為本土功率半導(dǎo)體廠商帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇,而本土企業(yè)也借助政策、投融資等有利環(huán)境大力拓展,在產(chǎn)能、技術(shù)和市占率上取得長足進(jìn)步,多家本土廠商已逐漸躋身IGBT器件、模塊全球前十行列。

  特別在產(chǎn)能方面,交付能力無疑是當(dāng)前短缺階段廠商核心競爭力,也是決定市場份額“跑馬圈地”結(jié)果的關(guān)鍵。目前,本土IDM廠商功率半導(dǎo)體擴(kuò)產(chǎn)項目今年已陸續(xù)進(jìn)入收獲期,如華潤微方面就透露,該公司正積極推動功率半導(dǎo)體封測基地項目建設(shè),計劃于2022年底前完成廠房建設(shè),產(chǎn)線通線。

  展望2023年,本土廠商的“機(jī)會窗口”將繼續(xù)存在。一家專精于車規(guī)功率模塊的本土廠商創(chuàng)始人就向集微網(wǎng)表示,盡管白電等下游應(yīng)用領(lǐng)域需求有所放緩,但由于車規(guī)和消費類功率半導(dǎo)體質(zhì)量體系、工藝設(shè)備的差異,2023年車規(guī)功率半導(dǎo)體供需格局依然緊張。

  4,硅功率半導(dǎo)體大步邁入12英寸時代

  去年下半年,英飛凌位于奧地利Villach的12英寸功率半導(dǎo)體制造廠正式建成投產(chǎn),而在今年,安森美從格芯手中收購的東菲什基爾12英寸晶圓廠也正式完成移交,標(biāo)志著功率半導(dǎo)體兩大巨頭英飛凌、安森美均已進(jìn)入“12英寸俱樂部”。

  巨頭示范效應(yīng)及12英寸產(chǎn)線投產(chǎn)后實實在在的營收表現(xiàn),打破了行業(yè)長期以來“滿足”于8英寸乃至6英寸產(chǎn)線的局面,其他廠商今年密集跟進(jìn),其中尤以日本廠商最為積極。

  2022年2月,東芝集團(tuán)宣布將在石川縣投資建設(shè)功率半導(dǎo)體12英寸生產(chǎn)線;4月,又傳出電裝、聯(lián)電合資公司將在三重縣建設(shè)12英寸晶圓廠,主要生產(chǎn)IGBT功率產(chǎn)品;三菱電機(jī)也傳出正在規(guī)劃12英寸產(chǎn)能,時間節(jié)點或在2024年。

  向來保守的日本廠商突然集體“支棱”起來,恐怕也與來自中國的競爭對手不斷拉近身位有不小的關(guān)系。

  5,Wolfspeed建成8英寸碳化硅晶圓廠

  2022年4月,Wolfspeed位于Mohawk Valley的8英寸碳化硅器件產(chǎn)線正式建成,這是全球首條8英寸碳化硅產(chǎn)線,標(biāo)志著碳化硅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的一次重大飛躍。

  眾所周知,晶圓直徑越大,單片上可制備的器件數(shù)就越多,成本將有效攤薄,在硅基半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),晶圓直徑已經(jīng)演進(jìn)至12英寸。

  而對于碳化硅這樣的新型材料而言,大直徑襯底、外延片的缺陷機(jī)制研究、工藝設(shè)備體系遠(yuǎn)不及硅功率器件成熟,碳化硅襯底生產(chǎn)長期以來缺陷高、良率低、晶柱短、面積小

  ,導(dǎo)致器件和模塊成本居高不下,極大限制了規(guī)模應(yīng)用。

  此外,8英寸產(chǎn)線的率先建成,不僅意味著碳化硅器件將加速迫近性能與價格的“甜蜜點”,也同時為碳化硅產(chǎn)業(yè)格局帶來了新的變數(shù)。

  6,意法半導(dǎo)體加快碳化硅垂直一體化布局

  目前,為特斯拉車型提供配套的意法半導(dǎo)體無疑是碳化硅器件、模塊市場領(lǐng)導(dǎo)廠商,此前其與Wolfspeed之間多少有些“井水不犯河水”的默契,然而隨著Wolfspeed高調(diào)宣示在器件領(lǐng)域的布局,意法半導(dǎo)體也隨即加速了其向上游環(huán)節(jié)的垂直一體化整合。

  2022年10月,意法半導(dǎo)體正式宣布了在其意大利Catania基地的碳化硅襯底工廠建設(shè)計劃,該工廠初期將生產(chǎn)6英寸碳化硅晶圓,并將在不久的將來向8英寸規(guī)格升級,意法半導(dǎo)體方面還透露,將與Soitec合作開發(fā)碳化硅襯底技術(shù),這一連串動作“敲打”Wolfspeed的意味明顯。

  意法與Wolfspeed的示范下,英飛凌、安森美等廠商近期也傳出在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的垂直一體化布局動作,或?qū)⒊蔀樾碌娘L(fēng)潮和來年產(chǎn)業(yè)看點。

  7,SEMIKRON與Danfoss正式合并

  2022年3月,兩大功率模塊和系統(tǒng)解決方案巨頭SEMIKRON和Danfoss Silicon Power正式宣布合并,將組成新的Semikron Danfoss開展業(yè)務(wù),兩大家族企業(yè)合并后,Danfoss將占據(jù)主導(dǎo)地位。

  合并完成后,新實體預(yù)計將在IGBT模塊市場鞏固其市場份額第四名的位置,且大幅拉近與三菱、富士電機(jī)的差距。

  同賽道廠商的橫向整合,也預(yù)示著功率半導(dǎo)體市場競爭烈度將進(jìn)入新的階段,更快的技術(shù)迭代、更大的資本支出要求,將“跟注”商業(yè)和技術(shù)趨勢的門檻不斷抬高,二線廠商之間合作分?jǐn)偝杀九c風(fēng)險,方能支撐新的需求。

  8,OEM及Tier 1廠商加速布局車用功率半導(dǎo)體領(lǐng)域

  垂直一體化的潮流不僅發(fā)生在功率產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部,更下游的汽車產(chǎn)業(yè)OEM及Tier 1廠商在經(jīng)歷了“刻骨銘心”的芯片荒之后,出于確保供應(yīng)穩(wěn)定性和拓展新業(yè)務(wù)機(jī)會的考慮,紛紛加大對上游功率半導(dǎo)體領(lǐng)域布局。

  除了國內(nèi)一眾本土車企紛紛設(shè)立功率半導(dǎo)體子子公司,在全球領(lǐng)導(dǎo)廠商中,除了前面已經(jīng)提到的電裝合資企業(yè)項目,2022年11月,博格華納也向Wolfspeed投資5億美元,以換取后者碳化硅器件的穩(wěn)定供應(yīng),基于雙方達(dá)成達(dá)成的多年協(xié)議,博格華納將有權(quán)采購每年高達(dá)6.5億美元的器件產(chǎn)能。

  零部件巨頭博世自然也不會缺席這一潮流,2022年7月,博世宣布將在2026年前在半導(dǎo)體領(lǐng)域投資30億歐元,全面提高研發(fā)和制造能力。

  展望2023年,車企扎堆入局功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的熱潮可能將催生更多“大新聞”,由此帶動的汽車產(chǎn)業(yè)運行模式演進(jìn),則可能產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。

  9,中國功率半導(dǎo)體學(xué)術(shù)研究日益繁榮,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)夯實

  在2022年5月召開的國際功率半導(dǎo)體器件與集成電路年會(ISPSD 2022)上,我國學(xué)術(shù)界斬獲頗豐,中國大陸共有26篇論文入選,成都電子科技大學(xué)功率集成技術(shù)實驗室更是以11篇論文的錄取數(shù)第六次摘得團(tuán)隊發(fā)表論文數(shù)量第一名。

  ISPSD 2022技術(shù)程序委員會(TechnicalProgram Committee,TPC)也有13位中國學(xué)者和6位華裔學(xué)者入選。

  在行業(yè)頂會上的優(yōu)異表現(xiàn),也整體顯示出中國功率半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究的興旺局面,為產(chǎn)業(yè)的長期健康發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

  10,光伏風(fēng)電與儲能的新潛力顯現(xiàn)

  新能源汽車熱銷,只是能源消費轉(zhuǎn)型圖景中的一隅。

  在清潔能源的供給側(cè),2022年我國及全球光伏電站新增裝機(jī)同樣出現(xiàn)爆發(fā)式增長,帶動了光伏逆變器這一功率半導(dǎo)體市場的興旺,諸多國內(nèi)廠商在這一領(lǐng)域憑借近水樓臺的優(yōu)勢取得了長足發(fā)展。

  伴隨化石能源消費比重下行,分布式清潔能源對電網(wǎng)負(fù)載的“削峰填谷”也提出了巨大挑戰(zhàn),2022年夏季我國四川等多地就因此被迫進(jìn)行限電。為此,“光伏+儲能”的新建設(shè)模式日益吸引了產(chǎn)業(yè)界注意,據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測,2025年全球儲能市場空間有望達(dá)到470GWh,表前側(cè)和戶用市場2021-2025年化復(fù)合增速有望達(dá)到100%左右的驚人水平,其中電化學(xué)儲能占比將進(jìn)一步提高,必然將帶動相關(guān)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求。


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