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功率半導體熱度不減

本文來自格隆匯專欄:半導體行業觀察,作者:杜芹

功率半導體被稱之為最適合突破的中國機會,這幾年賽道日漸火爆,國內企業猛追猛打,不斷傳出取得新突破的消息,產業鏈也在日趨完善,專門的功率半導體代工廠開始佈局起來。而與此同時,新進者也源源不斷,跨界正成為一個新潮流。

火爆的功率半導體,跨界者湧入

IGBT功率半導體是眾多電力電子應用的關鍵。Yole預計,在 EV/HEV 普及的大力推動下,在 2020 年至 2026 年間,IGBT的複合年增長率為 7.5%,屆時將達到84億美元。除了EV/HEV之外,分立式 IGBT和IGBT功率模塊還可以應用於工業電機驅動、風力渦輪機、光伏裝置、火車、UPS、EV 充電基礎設施和家用電器等。對IGBT的快速增長的需求正在推動併購,整個供應鏈正在重塑,甚至迎來了一些跨界者。

在功率半導體領域,最明顯的跨界者莫過於這兩年的汽車整車廠,尤其是電動汽車。例如吉利從2021年到現在持續加碼功率半導體,2021年初投資了芯聚能半導體,後又與之合資成立了芯粵能,今年6月,吉利又投資了一家芯片公司浙江晶能微經營範圍中包含半導體分立器件;今年1月份,中車時代半導體與廣汽集團合資成立廣州青藍半導體,建設汽車大功率半導體封裝廠。

電動汽車的驅動系統對於電能轉換的要求較高,功率半導體是不可或缺的組成部分。在新能源汽車製造中,IGBT約佔電機驅動系統成本的一半,而電機驅動系統佔整車成本的15-20%,也就是説IGBT佔整車成本的7-10%,是除電池之外成本第二高的元件,也決定了整車的能源效率。整車廠入局功率半導體,屬於對供應鏈的把控,將來能更好的與自家的汽車形成產業鏈協同。

家電廠商TCL於去年成立了TCL微芯科技,發力功率半導體。就在6月份,天津濱海高新技術產業開發區公示了TCL環鑫半導體(天津)有限公司6英寸功率半導體芯片擴產項目環境影響評價受理信息。TCL科技是天津環鑫半導體的股東之一,TCL微芯持有天津環鑫55%股份。

如果汽車廠商和家電廠商進軍功率半導體是情有可原,那麼地產和建築公司的進入則讓功率半導體這個市場變得愈發熱鬧。最近幾年,地產行業處於國家大環境之下,上升空間愈發不明顯。所以進入更具發展前景的半導體領域不失為一種新盈利模式。而且地產公司在資本積累方面還是頗有實力的,通過收購的模式進軍功率半導體成為他們的一致做法。這些跨界的廠商併購呈現出“小而美”的特點,預估以後這種跨界併購現象還會日漸出現。

日前,主營業務為建築施工和智慧城市建設業務的高新發展公司以2.82億元購買IGBT公司森未科技股權及其上層股東權益,交易完成後,以直接和間接方式控制森未科技69.401%的股權,取得森未科技控制權。作為公司戰略轉型的突破口,進入功率半導體領域,確立新主業方向。此舉也是高新發展看重了功率半導體的發展前景,希望藉此參與並分享相關產業發展的紅利,拓展公司盈利增長點。

資料顯示,森未科技定位於功率半導體領域,專注IGBT等功率半導體器件的設計、開發和銷售,森未科技創始人及團隊深耕IGBT芯片設計領域多年,掌握國際主流IGBT芯片設計技術和加工工藝。森未科技擁有包含近100個不同芯片規格的IGBT芯片庫,產品電壓等級覆蓋 600-1,700V,單顆芯片電流規格覆蓋5-200A,對標全球IGBT龍頭英飛凌的同類芯片 產品,以通用產品支撐規模,以高端產品實現高附加值。

同時,森未科技採用的是Fab-Lite模式,森未科技將建設功率半導體器件局域工藝線和高可靠分立器件集成組件生產線。未來,隨着局域工藝線和集成組件生產線的建設完成,森未科技將擁有 IGBT 等功率半導體芯片工程研製能力和集成組件封裝能力,與標準晶圓及封裝委外加工相結合,以相對較低的投入規模獲得生產效率及產品競爭力的提升。

無獨有偶,以商業不動產綜合運營服務為主要業務的上市公司皇庭國際也在近日宣佈,公司全資子公司深圳市皇庭基金管理有限公司(以下簡稱“皇庭基金”)近日簽署股權轉讓協議,擬收購德興市意發功率半導體有限公司(以下簡稱“意發功率”)合計14.43%股權,價格為8300萬元。

據介紹,意發功率主要從事功率半導體器件及智能功率控制器件的設計、製造及銷售,公司具備從芯片設計、晶圓製造到模組設計一體化的能力,擁有一條年產24 萬片6英寸晶圓的產線。意發功率系江西省第一家芯片製造公司,是江西省政府 2018年度招商引資的實施主體。

意發功率核心產品為 FRD、MOS、IGBT 硅基功率半導體,意發功率的產品廣泛應用於工控通信、工業感應加熱、光伏發電、風力發電、充電樁和新能源車等領域。意發功率的戰略發展規劃是穩定現有白色家電類功率半導體產業,積極開拓已被客户認可的光伏發電市場,並利用現有的充放電功率半導體的技術積累,積極拓展充電樁控制芯片、電動車控制芯片業務。

第三代半導體成為兵家必爭之地

除了IGBT這樣的硅基功率半導體,再一個更火熱的領域是第三代功率半導體。第三代半導體具有高效率、低能耗、散熱快等特性,是5G、低軌衞星、高速運算、電動車等當紅應用必備的零組件。據TrendForce指出,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)在電動汽車(EV)和快充電池市場具有相當大的發展潛力。預計第三代功率半導體的產值,將從 2021 年的 9.8 億美元、增長到 2025 年的 47.1億美元年複合增長率(CAGR)為48% 。

因此,第三代半導體的優勢對諸多供應鏈的廠商有極大的吸引力,不僅吸引了包括台積電、聯電、世界先進、東部高科在內的各大代工廠的加入,硅晶圓全球第三的環球晶也開始生產少量的SiC晶片。代工廠大多是佈局在GaN領域,主要因GaN技術跟代工廠的設備相容度達9成以上,且GaN有機會轉到8英寸廠投片。

除此之外,芯片設計廠商也在開始加入。本月23日,全球電源芯片龍頭台達電宣佈,斥資3.2億元成立碇基半導體籌備處,發力第三代半導體,據瞭解,碇基半導體初期鎖定600V電源供應器等產品。台達電表示,將先成立碇基半導體,進入先端電源技術與第三代半導體的研究開發與相關產品生產與銷售,台達電內部已有團隊研究第三代半導體多年,也有很多相關產品。未來希望藉由掌握上游端設計,提供關鍵半導體零組件,掌握第三代半導體應用趨勢,未來不排除引進半導體相關策略合作伙伴加入。

國內大陸方面,三代半導體的投融資仍舊比較熱鬧。5月20日,華潤微電子收購第三代半導體廠商大連芯冠科技有限公司34.5625%股份,同時後者更名為潤新微電子(大連)有限公司,據介紹,該公司已建成首條6英寸硅基GaN外延及功率器件晶圓生產線,華潤微也因此入局GaN領域。

6月8日,功率半導體器件代工廠商寬能半導體完成超2億元天使輪融資,其首條產線落地南京,目前正在建設中,建成後將是國內最大的碳化硅半導體晶圓廠。6月18日左右,晶越半導體完成新一輪融資,主要產品為六英寸導電型碳化硅襯底晶片。6月20日,杭州譜析光晶獲數千萬元preA輪融資,生產碳化硅驅動系統及模組,應用在電動汽車電控模組等超高可靠性要求領域。

整車廠也在積極發力第三代功率半導體,近日,理想汽車的功率半導體項目生產基地已落户蘇州,由理想汽車與三安光電共同出資組建蘇州斯科半導體公司,主要專注於第三代半導體碳化硅車規芯片模組的研發及生產。將於2022年6月中旬啟動廠房建設,預計2023年5月啟動樣品試製,2024年正式投產後,將逐步形成年產240萬隻半橋生產能力。

結語

一直以來,中國作為最大的功率半導體採購市場,佔據全球近40%的需求。但是器件的生產製造和自身消費之間卻存在巨大缺口。不過,在這個長久被歐美日把控的功率半導體市場中,國內廠商正在從設計開發、生產和產能方面快速追趕。政府、資金、技術齊發力,功率半導體的國產替代,勢在必行。大陸功率半導體未來可期。

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