《電子技術(shù)應(yīng)用》
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冉冉升起的國產(chǎn)功率器件巨頭

2020-07-14
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

    在前不久舉辦的2020慕尼黑上海電子展上,,華潤微宣布宣布,,其6英寸商用碳化硅(SiC)晶圓生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。據(jù)悉,,這也是國內(nèi)首條實(shí)現(xiàn)商用量產(chǎn)的6英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線,。此外,,華潤微還同時(shí)發(fā)布了兩款SiC肖特基二極管功率器件
華潤微電子是擁有芯片設(shè)計(jì),、晶圓制造,、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營能力的半導(dǎo)體企業(yè),其產(chǎn)品聚焦于功率半導(dǎo)體,、智能傳感器與智能控制領(lǐng)域,。尤其是在功率半導(dǎo)體方面,華潤微電子經(jīng)過多年的布局和發(fā)展,,已經(jīng)成為了國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的一支重要力量——根據(jù)華潤微電子2019年的年報(bào)中顯示,,根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),以2018年度銷售額計(jì),,華潤微電子已經(jīng)成長為了目前中國規(guī)模最大的功率器件企業(yè),。由此,我們也看到了這樣一個(gè)正在飛速發(fā)展的國產(chǎn)功率器件巨頭,。

    功率半導(dǎo)體市場概況

    根據(jù)IHS的數(shù)據(jù),,2019年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模達(dá)到403億美元,,同比2018年增長3.3%,預(yù)計(jì)2021年市場規(guī)模將達(dá)到441億美元,。

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    (圖片來源:國元證券研究中心)
    但功率半導(dǎo)體市場卻是一個(gè)高度集中的行業(yè),。根據(jù)國元證券研究中心的調(diào)研報(bào)告顯示,歐美日國家和地區(qū)的企業(yè)長期占據(jù)全球70%的市場份額,。這些國家和地區(qū)的企業(yè)是全球功率半導(dǎo)體器件的主要供應(yīng)方,,主導(dǎo)著全球功率半導(dǎo)體技術(shù)和市場的走向。其中,,英飛凌更是憑借著25.4%的市場份額,,居于全球功率半導(dǎo)體之首。此外,,中國臺(tái)灣則憑借著代工優(yōu)勢的基礎(chǔ),,也在功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中獲得一席之位。

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    與此同時(shí),,功率半導(dǎo)體作為電力電子的核心器件,,其應(yīng)用早已不僅僅局限于工業(yè)、計(jì)算機(jī),、消費(fèi)電子等傳統(tǒng)領(lǐng)域,,該類器件對(duì)于接下來要發(fā)展的新能源、軌道交通,、智能電網(wǎng)以及變頻家電等市場均起到了至關(guān)重要的作用,。
在這種情況下,不僅是國際廠商加緊了對(duì)功率半導(dǎo)體發(fā)展的布局,,國內(nèi)也有一些致力于功率半導(dǎo)體在此期間成長了起來,。華潤微正是其中一個(gè)冉冉升起的國產(chǎn)功率器件巨頭。

    華潤微功率半導(dǎo)體的實(shí)力

    華潤微電子是目前國內(nèi)領(lǐng)先具備完整產(chǎn)業(yè)鏈,,以IDM模式為主運(yùn)營的半導(dǎo)體企業(yè),。2019年度,公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入57.43億元,。華潤微主營業(yè)務(wù)分為產(chǎn)品與方案,、制造與服務(wù)兩大業(yè)務(wù)板塊,公司曾其財(cái)報(bào)中表示,,這兩大業(yè)務(wù)板塊銷售收入均保持平穩(wěn)態(tài)勢,,兩駕馬車并駕齊驅(qū),公司業(yè)績平穩(wěn)爬坡,。具體來看,,華潤微產(chǎn)品與方案實(shí)現(xiàn)銷售收入為25.16億人民幣,占比44.14%。其中,,涉及到功率器件業(yè)務(wù)的成品化比例正持續(xù)提升,,在2019年度中,其成品及系統(tǒng)方案銷售完成11.34億人民幣,,成品化比例從同期的51%提升至60.3%,。

從功率半導(dǎo)體市場來看,經(jīng)過多年的發(fā)展,,華潤微多項(xiàng)產(chǎn)品的性能,、工藝已居于國內(nèi)領(lǐng)先地位。其中,,MOSFET是華潤微最主要的產(chǎn)品之一(根據(jù)華潤微公布的2020年5月投資者調(diào)研報(bào)告顯示,,產(chǎn)品與方案板塊中,MOSFET產(chǎn)品占比約62%,,功率IC產(chǎn)品占比約14%,,傳感器產(chǎn)品占比約6%,IGBT產(chǎn)品及智能控制產(chǎn)品占比約7%),,他也是國內(nèi)營業(yè)收入最大,、產(chǎn)品系列最全的MOSFET廠商。根據(jù)IHSMarkit的統(tǒng)計(jì),,以銷售額計(jì),,華潤微在中國MOSFET市場中排名第三,僅次于英飛凌與安森美兩家國際企業(yè),。
取得這樣的成績,與華潤微在研發(fā)上的投入密不可分,。華潤微電子在財(cái)報(bào)中指出,,公司2019年研發(fā)投入4.83億元,較去年同期增長7.30%,,占當(dāng)期營業(yè)收入的比例為8.40%,。在2019年中,華潤微完成了多層外延超結(jié)650-700V工藝平臺(tái)的研發(fā),,并向快充,、適配器、照明和大功率電源等主流市場推出了多顆產(chǎn)品,;向市場正式發(fā)布了“0.18微米全系列分段式BCD工藝平臺(tái)”,,性能與業(yè)界領(lǐng)先水平相當(dāng),進(jìn)一步夯實(shí)了功率集成電路的工藝技術(shù)基礎(chǔ),;推出了高速光耦系列產(chǎn)品,,填補(bǔ)了國內(nèi)空白;在這一年中,華潤微IGBT產(chǎn)品的銷售額也同比提升了45%,,打入了工業(yè)控制領(lǐng)域,,并被批量采用是其IGBT銷售額提升的因素之一。
除了在產(chǎn)品上有所突破以外,,根據(jù)功率半導(dǎo)體市場的發(fā)展趨勢來看,,以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料將會(huì)為功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來新的機(jī)遇,在這種情況下,,華潤微在2019年度中,,開展了SiC功率器件研發(fā),并完成1200V,、650V JBS產(chǎn)品開發(fā)和考核,。據(jù)華潤微在今年5月發(fā)布的公告顯示,其碳化硅二極管產(chǎn)品今年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售額,,此外,,公司碳化硅的MOSFET產(chǎn)品研發(fā)也取得了一定進(jìn)展。在氮化鎵領(lǐng)域,,華潤微正在從襯底材料,,器件設(shè)計(jì)、制造工藝,,封裝工藝全方位開展硅基氮化鎵的研發(fā)工作,。
從產(chǎn)能上看,根據(jù)華潤微在今年5月披露的報(bào)告中顯示,,目前華潤微6英寸晶圓產(chǎn)能可達(dá)247萬片/年,,8英寸晶圓133萬片/年。今年通過技改,,8英寸晶圓產(chǎn)能將略有提升,,如MEMS產(chǎn)能,但總體產(chǎn)能變化不會(huì)很明顯,。根據(jù)華潤微在7月發(fā)布的公告顯示,,其重慶的8英寸生產(chǎn)線基本全部用于自有產(chǎn)品,無錫的8英寸生產(chǎn)線是代工和自有產(chǎn)品共用,。此外,,華潤微還曾在2018年與重慶地方政府簽訂了協(xié)議,按照協(xié)議計(jì)劃公司將在重慶公司現(xiàn)有廠房內(nèi)建一條12英寸生產(chǎn)線,,據(jù)此前披露的消息顯示,,該產(chǎn)線將采用90nm工藝,主要用于生產(chǎn)新一代功率半導(dǎo)體產(chǎn)品,。據(jù)悉,,該項(xiàng)目正按華潤微原定計(jì)劃推進(jìn)中,,正在履行相關(guān)審批程序,并計(jì)劃于2020年啟動(dòng)該項(xiàng)目,。

    華潤微功率半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)會(huì)

    華潤微的發(fā)展離不開市場為之帶來機(jī)遇,。從國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場情況上看,根據(jù)IHS數(shù)據(jù)顯示,,2019 年中國的功率半導(dǎo)體市場占全球功率半導(dǎo)體市場35.9%的份額,,達(dá)到144.8億美元,同比2018年增長4.3%,,2021年市場規(guī)模有望達(dá)到159億美元,。

但這144.8億美元的大部分市場卻都掌握在國外廠商的手中。根據(jù)功率半導(dǎo)體器件的分類中看,,BJT器件國產(chǎn)化程度最高,,但依然不足50%,功率IC器件次之,,占比為47%,,IGBT單管國產(chǎn)化程度占比為43%,其余器件國產(chǎn)化程度都低于40%,,國產(chǎn)化程度有待提高,。值得慶幸的是,這些可替代的功率半導(dǎo)體華潤微均有所涉及,。
時(shí)移世易,,最近兩年國際貿(mào)易環(huán)境的多變,再次推動(dòng)了國產(chǎn)化風(fēng)潮的進(jìn)行,,同樣也推動(dòng)了國內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展,。華潤微認(rèn)為,作為本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的一份子,,公司相信在國產(chǎn)替代的推動(dòng)下,,其產(chǎn)品將會(huì)迎來新的機(jī)遇。伴隨著國內(nèi)整機(jī)廠商和芯片廠商交流越來越緊密,,華潤微相信在整機(jī)廠商的帶動(dòng)下,國內(nèi)芯片公司的技術(shù)水平可以得到進(jìn)一步提升,。
此外,,新興科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與第三代半導(dǎo)體材料也是功率半導(dǎo)體發(fā)展的推動(dòng)力。華潤微曾在其財(cái)報(bào)中指出,,隨著物聯(lián)網(wǎng),、5G通信、人工智能等新技術(shù)的不斷成熟,,消費(fèi)電子,、工業(yè)控制、汽車電子等半導(dǎo)體主要下游制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)進(jìn)程加快。下游市場的革新升級(jí)強(qiáng)勁帶動(dòng)了半導(dǎo)體企業(yè)的規(guī)模增長,。華潤微認(rèn)為,,SiC可以制造高耐壓、大功率電力電子器件如MOSFET,、IGBT,、SBD等,用于智能電網(wǎng),、新能源汽車等行業(yè),。GaN具有高臨界磁場、高電子飽和速度與極高的電子遷移率的特點(diǎn),,是超高頻器件的極佳選擇,,適用于5G通信、微波射頻等領(lǐng)域的應(yīng)用,。公司表示,,未來,隨著第三代半導(dǎo)體材料的成本因生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升而下降,,其應(yīng)用市場也將迎來爆發(fā)式增長,,給半導(dǎo)體行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。
我們看到,,在新時(shí)代的浪潮下,,尤其是在今年新基建的推動(dòng)下,市場對(duì)功率半導(dǎo)體器件的需求得到了進(jìn)一步增加,。ICInsights曾在其報(bào)告中指出,,在各類功率半導(dǎo)體器件中,未來最看好的產(chǎn)品是MOSFET與IGBT模組,。這兩種被看好的功率半導(dǎo)體器件是支持新基建的重要角色,,同樣也是華潤微的強(qiáng)項(xiàng)所在。這種市場環(huán)境為華潤微的成長帶來了機(jī)會(huì),。

    華潤微的功率半導(dǎo)體布局

    在自身實(shí)力和市場推動(dòng)的雙重因素下,,華潤微也于今年2月成功登錄了科創(chuàng)板。根據(jù)華潤微的發(fā)布招股書消息顯示,,公司計(jì)劃募集資金30億元,,其中50%用于8英寸高端傳感器和功率半導(dǎo)體建設(shè)項(xiàng)目,20%用于前瞻性技術(shù)和產(chǎn)品升級(jí)研發(fā)項(xiàng)目,,10%用于產(chǎn)業(yè)并購及整合項(xiàng)目,,20%用于補(bǔ)充營運(yùn)資金。隨后,,華潤微在正式登錄科創(chuàng)板的時(shí)候,,由于市場投資者對(duì)其發(fā)展的看好,,引起了搶購的熱潮,由此也啟動(dòng)了超額配售選擇權(quán)機(jī)制(即“綠鞋機(jī)制”),,這也使得華潤微成為了科創(chuàng)板“綠鞋第一股”,,最終,華潤微超募加綠鞋機(jī)制的行使致使募集資金增加了約12億元,,增加的資金將用于對(duì)外投資并購,。

但并購并不是華潤微提高自身水平的主要手段,公司曾在其2019年的財(cái)報(bào)中表示,,華潤微不盲目追求同等技術(shù)水平下的產(chǎn)能擴(kuò)張,,公司未來更加關(guān)注技術(shù)能力提升方面的資本性開支,加大核心技術(shù)的投入——華潤微將繼續(xù)在功率半導(dǎo)體和MEMS兩大技術(shù)領(lǐng)域不斷強(qiáng)化研發(fā)投入,,培育優(yōu)勢產(chǎn)品和技術(shù),,一方面積極推進(jìn)前瞻性研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施,以拓展新的市場增長空間,,另一方面深耕現(xiàn)有產(chǎn)品和市場,,通過技術(shù)研發(fā)手段,不斷完善產(chǎn)品和技術(shù)型譜,,提高產(chǎn)品和技術(shù)的市場覆蓋面,,滿足市場對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求,同時(shí)推進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)的更新?lián)Q代,,鞏固和提升產(chǎn)品,、技術(shù)的競爭優(yōu)勢。
    具體來看,,華潤微針對(duì)功率半導(dǎo)體,、傳感器、封裝等方面均做出了布局,。根據(jù)華潤微在日前公布的報(bào)告中顯示,,在功率器件方面,公司將著重發(fā)展MOSFET,、IGBT,、第三代化合物半導(dǎo)體和功率模塊。
    華潤微對(duì)功率器件的詳細(xì)布局在其此前發(fā)布的年報(bào)中也有體現(xiàn),,據(jù)其年報(bào)顯示,,在第三代功率器件設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)研究方面,華潤微將在推動(dòng)現(xiàn)有碳化硅JBS器件產(chǎn)品市場拓展基礎(chǔ)上,,研發(fā)新一代的JBS產(chǎn)品系列,完善產(chǎn)品型譜,,同時(shí)加快600-1200V碳化硅MOSFET產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造能力,,以及氮化鎵MOCVD外延技術(shù)能力的建設(shè),,持續(xù)開展硅基氮化鎵功率器件的研發(fā)工作。
在功率器件及其模組核心技術(shù)研發(fā)方面,,華潤微將繼續(xù)聚集于IGBT芯片技術(shù)能力提升,,完成8英寸工藝平臺(tái)建設(shè)以及新一代IGBT芯片的研發(fā)工作。
    在高端功率IC研發(fā)方面,,公司將積極推進(jìn)單片智能功率集成電路和基于GaN的PD電源控制芯片開發(fā)等項(xiàng)目的研發(fā)工作,;同時(shí)加快研發(fā)0.11um BCD技術(shù)工藝平臺(tái)和600V BCI技術(shù)工藝平臺(tái),一方面為上述產(chǎn)品的研發(fā)提供基礎(chǔ),,另一方面滿足外部客戶加工的需要,。
在傳感器產(chǎn)品開發(fā)方面,華潤微將努力完成8英寸高性能麥克風(fēng)工藝平臺(tái)的研發(fā)工作,。在現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)的升級(jí)換代方面,,將繼續(xù)根據(jù)客戶市場的需要,優(yōu)化完善溝槽柵MOSFET產(chǎn)品系列,、多層外延超結(jié)MOS器件產(chǎn)品系列,、IPM模塊產(chǎn)品系列、高速光耦產(chǎn)品系列,,以及BCD工藝技術(shù)平臺(tái),,在增加新的產(chǎn)品規(guī)格的同時(shí)持續(xù)提升產(chǎn)品和技術(shù)的性能指標(biāo),保持國內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢,,追趕國際先進(jìn)水平,。
    此外,其年報(bào)中還顯示,,面板級(jí)封裝技術(shù)是華潤微重點(diǎn)發(fā)展的先進(jìn)封裝技術(shù),,2020年將進(jìn)一步優(yōu)化工藝技術(shù),與客戶緊密合作,,擴(kuò)展產(chǎn)品的認(rèn)定品種與數(shù)量,,推動(dòng)該技術(shù)進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。

    結(jié)語

    華潤微是中國本土的功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè),,在一定程度上,,他也被視為是我國本土功率半導(dǎo)體技術(shù)水平的代表。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,,華潤微已經(jīng)在功率半導(dǎo)體的某些細(xì)分領(lǐng)域中占有一席地位,,并能夠與國際廠商相互較量。同時(shí),,我們也看到,,華潤微產(chǎn)品線也正在不斷得以豐富——除了IGBT有所突破以外,其碳化硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)品也所有收獲,,并針對(duì)氮化鎵領(lǐng)域進(jìn)行了布局,。未來,,通過科創(chuàng)板這個(gè)窗口,華潤微或許能夠?yàn)閲鴥?nèi)功率半導(dǎo)體的發(fā)展帶來更大的驚喜,。

    

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