近日，臺(tái)積電逆勢增長的三季度財(cái)報(bào)令人再次感嘆晶圓代工的火熱，近些年晶圓代工的地位節(jié)節(jié)攀升，成為了產(chǎn)業(yè)中大受關(guān)注的存在。然而，從全球芯片產(chǎn)能結(jié)構(gòu)來看，純晶圓代工廠的產(chǎn)能占比卻只占了20%左右，雖然晶圓代工“炙手可熱”，但不得不承認(rèn)，當(dāng)前扛起全球芯片產(chǎn)能的依舊還是那些IDM大廠。中芯國際聯(lián)合首席執(zhí)行官趙海軍就曾指出，全球集成電路產(chǎn)能80%來自于美國、歐洲的IDM工廠。
在過去那段極其嚴(yán)重的缺芯潮器件，相較于只能依賴代工廠、需要進(jìn)行產(chǎn)能爭奪的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，IDM廠商的優(yōu)勢及其明顯，穩(wěn)定的產(chǎn)能供應(yīng)、較短的交貨周期、更強(qiáng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的適應(yīng)性…雖然，面對當(dāng)前不見底的下行周期，IDM廠商和晶圓代工廠一樣也需要縮減資本支出，不過凡事都有例外，而功率器件就是這個(gè)例外，功率IDM巨頭們似乎選擇了一條與邏輯、存儲(chǔ)IDM廠商背道而馳的逆勢擴(kuò)產(chǎn)之路。
沖向12英寸的2021
眾所周知，功率半導(dǎo)體是能量轉(zhuǎn)換和控制的核心器件，按照應(yīng)用領(lǐng)域分，汽車、工業(yè)和消費(fèi)電子是功率半導(dǎo)體的前三大終端市場。由于功率半導(dǎo)體對設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)結(jié)合的要求更高，因此采取IDM模式更有利于設(shè)計(jì)和制造工藝的積累，能夠加快推出新產(chǎn)品速度，從而獲得更強(qiáng)的競爭力，2021年全球功率半導(dǎo)體十強(qiáng)榜單基本都被IDM廠商占領(lǐng)。
圖源：Omida
2021年可以稱得上是功率半導(dǎo)體的高光年，這一年中功率器件漲價(jià)已成為了不足為奇的事情，像英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體等巨頭更是在一年內(nèi)發(fā)布多次漲價(jià)函，到了2021年6月，大部分原廠出貨價(jià)格漲幅甚至高達(dá)30％－40％。
分析原因主要有兩方面，一方面是去年新能源汽車、新能源發(fā)電、工業(yè)自動(dòng)化、軌道交通等下游需求的多點(diǎn)爆發(fā)，使得功率半導(dǎo)體市場需求大增。另一方面就是8英寸晶圓代工產(chǎn)能緊缺，功率半導(dǎo)體主要在8英寸晶圓上加工制造，但是去年無論國內(nèi)外的功率IDM巨頭似乎都熱衷于擴(kuò)建12英寸晶圓，例如：
去年3月，東芝宣布將新建300mm晶圓廠，用于生產(chǎn)MOSFET和IGBT；英飛凌在去年9月宣布其位于奧地利菲拉赫的300毫米薄晶圓功率半導(dǎo)體芯片工廠正式啟動(dòng)運(yùn)營；安森美從去年8月開始提高其位于 East Fishkill 的 300mm 晶圓廠的產(chǎn)能；
此外，去年國內(nèi)聞泰科技安世半導(dǎo)體宣布在上海臨港投資120億元新建一座12英寸晶圓廠，主產(chǎn)功率半導(dǎo)體；5月前后，士蘭微旗下士蘭集科啟動(dòng)了第一條12英寸芯片生產(chǎn)線，新增年產(chǎn)24萬片12英寸高壓集成電路和功率器件芯片技術(shù)提升及擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目；同年6月，華潤微與大基金聯(lián)合投資75.5億新建12英寸晶圓生產(chǎn)線，建成后預(yù)計(jì)將形成月產(chǎn)3萬片12寸中高端功率半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)能力。
12英寸的如火如荼，卻讓8英寸晶圓更為“捉襟見肘”，且不說新建一條晶圓生產(chǎn)線本身就大約需要1-2年時(shí)間，短期內(nèi)難以解決產(chǎn)能為題，更為重要的是，大部分的12英寸晶圓廠是由原來8英寸產(chǎn)線改造來的，功率半導(dǎo)體供需失衡壓力進(jìn)一步加大，到了2021年7月，部分功率半導(dǎo)體產(chǎn)品交貨周期已經(jīng)接近一年半，推動(dòng)著功率器件產(chǎn)業(yè)景氣度持續(xù)上行，即便到了今年上半年，功率半導(dǎo)體的需求依舊旺盛，這點(diǎn)從各大IDM廠的二季度財(cái)報(bào)中就可以看出。
安森美2022 年第 2 季營收年增25%至20.85億美元，再創(chuàng)歷史新高，車用、工業(yè)用芯片合并營收自2021年第2季的9.89億美元成長38%至13.658億美元；意法半導(dǎo)體第2季凈利達(dá)38.4億美元，汽車產(chǎn)品和離散組件產(chǎn)品部(ADG)營業(yè)利潤激增251.1%，總計(jì)3.592億美元；恩智浦2022年第二季營收年增28%至33.12億美元，車用部門營收年增36%至17.13億美元；英飛凌2022 財(cái)年第三季度的營收達(dá)36.18億歐元，與去年同期相比增長33%，毛利率為43.2%，其中汽車收?從前三個(gè)月的14.91億歐元增至17.01億歐元…
僅從大廠的財(cái)報(bào)來看，汽車確實(shí)是支撐功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的頂梁柱。
2022下半年，SiC越戰(zhàn)越勇
其實(shí)，在今年上半年的時(shí)候，消費(fèi)電子市場就已經(jīng)有所疲軟，不過彼時(shí)全球缺芯缺口依舊存在，因此仍有大量廠商選擇擴(kuò)產(chǎn)，到了下半年，急速反轉(zhuǎn)的供需關(guān)系，再加上直線下滑的需求，進(jìn)一步?jīng)_擊了半導(dǎo)體市場，不少大廠紛紛縮減資本支出，但功率IDM巨頭們卻依然選擇了再次出擊。
以功率半導(dǎo)體龍頭廠商英飛凌為例，就在10月14日，英飛凌宣布在匈牙利采格萊德開設(shè)一家新工廠，用于大功率半導(dǎo)體模塊的組裝和測試，以推動(dòng)作為全球碳減排關(guān)鍵的汽車電動(dòng)化進(jìn)程。此外，英飛凌還進(jìn)一步擴(kuò)大了投資，提高大功率半導(dǎo)體模塊的產(chǎn)能，廣泛用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能模塊以及高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用，推動(dòng)綠色能源的發(fā)展。英飛凌科技首席運(yùn)營官Rutger Wijburg對此表示，新工廠的建設(shè)將進(jìn)一步助力英飛凌滿足日益增長的電動(dòng)汽車應(yīng)用需求。
這不是英飛凌在今年下半年以來第一次宣布擴(kuò)產(chǎn)，在今年7月，其就已宣布將投資18.07億美元在馬來西亞吉打州居林興建晶圓廠，預(yù)計(jì)于2024年第三季竣工。當(dāng)時(shí)英飛凌表示，全球積極推動(dòng)減碳，電動(dòng)汽車、充電和儲(chǔ)存基礎(chǔ)設(shè)施以及再生能源對寬能隙功率半導(dǎo)體的需求正成長，準(zhǔn)備提供需求支持。
除了英飛凌外，歐美另外兩家IDM大廠則都選擇了擴(kuò)產(chǎn)碳化硅。其中，安森美在9月21日舉行捷克Roznov碳化硅廠擴(kuò)建落成剪彩儀式，擴(kuò)建后的捷克廠將在未來2年內(nèi)把碳化硅產(chǎn)能提高16倍，2023年底前安森美將給捷克廠加碼投資3億美元。同樣，這也不是安森美下半年落成剪彩的第一家工廠，8月11日，安森美宣布，位于美國新罕布什爾州Hudson的碳化硅廠已舉行落成剪彩儀式。就在8月1日，安森美曾披露，透過與多家客戶簽訂的長期供應(yīng)協(xié)議，未來3年客戶已承諾采購碳化硅金額合計(jì)達(dá)40億美元。
意法半導(dǎo)體則是選擇建設(shè)SiC襯底工廠。10月5日，意法半導(dǎo)體宣布，將在意大利卡塔尼亞新建一個(gè)SiC襯底工廠，以滿足客戶對汽車和工業(yè)應(yīng)用對 SiC 器件日益增長的需求隨著他們過渡到電氣化并尋求更高的效率，借此實(shí)現(xiàn)意法半導(dǎo)體40%碳化硅襯底的自主供應(yīng)，新工廠預(yù)計(jì)將于2023年開始生產(chǎn)。
圖源：意法半導(dǎo)體
要說功率IDM巨頭擴(kuò)產(chǎn)，那必然不能缺了日本。日本作為功率半導(dǎo)體強(qiáng)國，占據(jù)了功率半導(dǎo)體十強(qiáng)榜單中的一半席位。
據(jù)日經(jīng)新聞7月報(bào)道，富士電機(jī)將于2024年度把新一代功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能提高到2020年度的約10倍。富士電機(jī)預(yù)計(jì)純電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的需求將會(huì)擴(kuò)大，為了做好向汽車行業(yè)供應(yīng)產(chǎn)品的準(zhǔn)備，將在日本國內(nèi)的工廠建立量產(chǎn)體制。據(jù)了解，富士電機(jī)新一代功率半導(dǎo)體使用的材料正是碳化硅。此外，其子公司富士電機(jī)津輕半導(dǎo)體的工廠也將引進(jìn)新一代功率半導(dǎo)體的新生產(chǎn)線，從2024年度開始量產(chǎn)，到2025年度，將把碳化硅功率半導(dǎo)體在半導(dǎo)體業(yè)務(wù)銷售額中的占比提高到10％左右，目標(biāo)是2025～2026年在全球碳化硅功率半導(dǎo)體市場上占據(jù)2成份額。
據(jù)日本媒體Newswitch 9月報(bào)導(dǎo)，日立旗下子公司日立功率半導(dǎo)體除計(jì)劃對轄下臨海工廠、山梨工廠進(jìn)行投資外，也將協(xié)助委外代工伙伴的工廠進(jìn)行投資，目標(biāo)在2027年之前將使用于EV、空調(diào)等用途的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能擴(kuò)增至現(xiàn)行的約3倍，整體投資額(包含設(shè)備導(dǎo)入、折舊費(fèi)以及對代工廠的投資)預(yù)估將達(dá)一千數(shù)百億日圓，主因來自電動(dòng)車等用途的需求攀高、產(chǎn)能陷入不足。
不過各大巨頭擴(kuò)產(chǎn)也是底氣在手，畢竟能在如今這個(gè)低迷大環(huán)境下，還能繼續(xù)漲價(jià)的產(chǎn)品屈指可數(shù)。羅姆和恩智浦就曾雙雙被曝即將漲價(jià)，IC Insight更是預(yù)計(jì)功率半導(dǎo)體2022年平均售價(jià)將上漲11%，這是2010年經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇以來的最高漲幅。
從上述廠商擴(kuò)產(chǎn)消息來看，刺激他們此次逆勢擴(kuò)產(chǎn)的最大動(dòng)力依舊是日益增長的電動(dòng)汽車應(yīng)用需求。雖然低迷的經(jīng)濟(jì)在一定程度上也影響到了汽車產(chǎn)業(yè)，但長遠(yuǎn)來看，純電動(dòng)車終將成為主導(dǎo)，LMC Automotive預(yù)測到了2034年，純電動(dòng)車銷量占比能達(dá)近一半。
各動(dòng)力總成占全球乘用車銷量的構(gòu)成比預(yù)測
圖源：LMC Automotive
而相較于去年熱火朝天的12英寸晶圓擴(kuò)建，今年下半年，碳化硅則成為了功率IDM廠商的重頭戲,畢竟由碳化硅制成的新一代功率半導(dǎo)體可耐受比現(xiàn)有硅產(chǎn)品更高的電壓，能大幅減少功率損耗，有助于延長純電動(dòng)汽車的續(xù)航距離和實(shí)現(xiàn)電池小型化。
日本市調(diào)機(jī)構(gòu)富士經(jīng)濟(jì)調(diào)查報(bào)告指出，因汽車/電子設(shè)備需求擴(kuò)大，預(yù)估2030年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將擴(kuò)增至5兆3,587億日圓，其中SiC功率半導(dǎo)體市場規(guī)模(包含SiC-SBD、SiC-FET、SiC功率模塊)預(yù)計(jì)到2030年將擴(kuò)大至9,694億日圓、將較2021年暴增11.8倍。通過兩個(gè)市場規(guī)模對比，SiC功率半導(dǎo)體市場仍有著不小的成長空間，未來的擴(kuò)產(chǎn)勢頭或許會(huì)更加火熱。
本土功率IDM大廠，不甘示弱
對本土半導(dǎo)體廠商來說，IDM廠商是相對稀有的，因?yàn)榻ㄔ炀A產(chǎn)線的費(fèi)用實(shí)在過于昂貴，不是普通的中小企業(yè)可以負(fù)擔(dān)得起的，即便如此，我國依然有不少功率IDM廠商，這與功率半導(dǎo)體本身的產(chǎn)業(yè)性質(zhì)有著莫大的關(guān)系。去年，在一眾海外功率半導(dǎo)體廠商不斷漲價(jià)，和延長交貨的影響下，本土功率IDM廠商開始嶄露頭角，迎來了前所未有的發(fā)展新機(jī)遇。今年下半年，面對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)寒冬，他們的擴(kuò)產(chǎn)勢頭也是絲毫不減。
10月14日，士蘭微披露再融資預(yù)案，65億元募集資金將用于SiC功率器件生產(chǎn)線等項(xiàng)目的建設(shè)。公告顯示，SiC功率器件生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目投資總額為15億元，在士蘭明鎵現(xiàn)有芯片生產(chǎn)線及配套設(shè)施的基礎(chǔ)上，通過購置生產(chǎn)設(shè)備提升SiC功率器件芯片的產(chǎn)能，用于生產(chǎn)SiC MOSFET、SiC SBD 芯片產(chǎn)品；項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，將新增SiC MOSFET芯片12萬片/年、SiC SBD芯片2.4萬片/年的生產(chǎn)能力。
圖源：士蘭微
另一家功率巨頭時(shí)代電氣則投資百億元擴(kuò)產(chǎn)功率器件項(xiàng)目。9月底時(shí)代電氣發(fā)布公告稱，控股子公司中車時(shí)代半導(dǎo)體擬投資中低壓功率器件產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目投資總額約111.2億元，主要投資項(xiàng)目包含宜興子項(xiàng)目和株洲子項(xiàng)目。其中，宜興子項(xiàng)目投資金額約58.3億元，產(chǎn)品主要用于新能源汽車領(lǐng)域；株洲子項(xiàng)目投資金額約52.9億元，產(chǎn)品主要應(yīng)用于新能源發(fā)電及工控、家電領(lǐng)域。
從時(shí)代電氣最新一季度的財(cái)報(bào)來看，其業(yè)績確實(shí)十分喜人。今年前三季度時(shí)代電氣實(shí)現(xiàn)營業(yè)收108.76億元，同比增長27.56%，其中新興裝備產(chǎn)品收入同比增長約1.37倍，細(xì)分來看，時(shí)代電氣功率半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入12.92億元，同比增長77.82%，可以說實(shí)現(xiàn)了飛速增長，也從側(cè)面證實(shí)了功率半導(dǎo)體的景氣市場。
除了擴(kuò)產(chǎn)外，近期不少IDM大廠的功率半導(dǎo)體項(xiàng)目也取得了新進(jìn)展，比如長沙比亞迪半導(dǎo)體8英寸汽車芯片生產(chǎn)線9月5日順利完成安裝，并啟動(dòng)生產(chǎn)調(diào)試預(yù)計(jì)10月初正式投產(chǎn)，年產(chǎn)汽車規(guī)芯片50萬片；9月，捷捷微電高端功率半導(dǎo)體項(xiàng)目主體已完工。捷捷微電曾在今年上半年發(fā)布公告稱，將在“高端功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目”的基礎(chǔ)設(shè)施及配套的基礎(chǔ)上，建設(shè)總投資約6.5億元的二期項(xiàng)目，擬采用芯片線寬0.13微米先進(jìn)工藝制程。
中國是功率半導(dǎo)體大國，從市場空間來看，中國功率半導(dǎo)體市場增速甚至高于全球增速。Omida 數(shù)據(jù)顯示，2021年—2024年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模復(fù)合增速為 6.9%，而中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計(jì)2024 年將達(dá)到195.22 億美元，三年復(fù)合增速為 7.53%。
但與快速增長的市場規(guī)模相對的是不到 20%的IGBT 產(chǎn)品自給率。目前來看，本土功率企業(yè)的競爭主要還是集中在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域，對于MOSFET、IGBT 等分立器件較大程度上依賴進(jìn)口，但隨著國內(nèi)廠商發(fā)力布局功率器件，銀河證券研究院預(yù)計(jì)到2024年，IGBT產(chǎn)品國產(chǎn)化率能達(dá)到 40%。
國內(nèi) IGBT 自給率情況
圖源：銀河證券研究院
SEMI最新報(bào)告數(shù)據(jù)也在一定程度上印證了本土功率廠商的發(fā)展之猛，SEMI 200mm Fab Outlook to 2025 報(bào)告顯示，從 2021 年到 2025 年，汽車和功率半導(dǎo)體的晶圓廠產(chǎn)能以 58% 的速度增長，其中中國將在 200 毫米產(chǎn)能擴(kuò)張方面領(lǐng)先世界，到 2025年將增長 66%。上文提到，200mm也就是8英寸，正是制造功率半導(dǎo)體所需晶圓，因此200 mm晶圓產(chǎn)能的擴(kuò)張勢必也會(huì)對本土功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起到一定的推動(dòng)作用。
寫在最后
一般來說，產(chǎn)業(yè)巨頭們的動(dòng)態(tài)是可以反映出了整個(gè)行業(yè)的前景趨勢。從海外功率IDM巨頭擴(kuò)產(chǎn)勢頭來看，我們可以相信功率器件將高景氣延續(xù)，短期內(nèi)供過于求機(jī)率較低，而根據(jù)本土功率IDM巨頭動(dòng)態(tài)，我們也可以相信，我國的功率器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正當(dāng)時(shí)！
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