功率半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體芯片的一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,在2021年的熱度居高不下,相關(guān)企業(yè)營收迎來爆發(fā)式增長,多家投資機(jī)構(gòu)看好其投資價(jià)值。進(jìn)入2022年,功率半導(dǎo)體的市場熱度是否還會(huì)延續(xù),又能否保持2021年的高速增長?
我們知道半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要分為集成電路IC和非集成電路兩大部分,功率半導(dǎo)體因此也分為功率分立器件(非集成電路)和功率IC(功率集成電路)。其中,功率IC屬于集成電路IC中的模擬IC,主要包括AC/DC、DC/DC、LDO、驅(qū)動(dòng)IC等13個(gè)細(xì)分類型;而功率分立器件屬于非集成電路,主要包括MOSFET、IGBT、功率二極管、功率晶體管及晶閘管等類型。
去年12月,芯謀研究重磅發(fā)布《中國功率IC市場年度報(bào)告2022》,廣受市場好評(píng)。與此同時(shí),市場對(duì)功率分立器件市場的年度報(bào)告也分外期待。3月上旬,芯謀研究《中國功率分立器件市場年度報(bào)告2022》將火熱出爐。今天我們與其作者——芯謀研究總監(jiān)李國強(qiáng)聊了聊,望與讀者一同探究國產(chǎn)功率分立器件的市場走向。
李國強(qiáng),現(xiàn)任芯謀研究總監(jiān),長期在半導(dǎo)體行業(yè)工作,擁有20多年半導(dǎo)體相關(guān)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),對(duì)半導(dǎo)體制造、半導(dǎo)體芯片、電子終端產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈有深刻的認(rèn)識(shí)和全面的了解。李國強(qiáng)先生畢業(yè)于浙江工商大學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè),獲工學(xué)學(xué)士,并獲得上海交通大學(xué)集成電路工程碩士學(xué)位。
2009~2019年期間,李國強(qiáng)先生任職于上海華虹宏力戰(zhàn)略、市場與發(fā)展部,負(fù)責(zé)公司戰(zhàn)略規(guī)劃和市場研究,深入研究了半導(dǎo)體代工行業(yè)、功率分立器件技術(shù)和市場(包括MOSFET和IGBT等)、電源管理芯片、模擬芯片、微控制器等半導(dǎo)體芯片及其工藝。
2000-2009年,李國強(qiáng)先生先后任職于上海灝瑞、上海英群、香港雅創(chuàng)上海公司、香港曉龍上海公司等電子元器件代理分銷商,負(fù)責(zé)半導(dǎo)體芯片推廣、銷售和管理工作,對(duì)功率分立器件、電源管理/模擬芯片、接口芯片、微控制(MCU)、圖像傳感器、通信芯片、時(shí)鐘等多種半導(dǎo)體芯片及其終端產(chǎn)品有全面的了解和認(rèn)識(shí)。
【以下是我們與李國強(qiáng)總監(jiān)的對(duì)話,將覆蓋功率分立器件市場十大焦點(diǎn)問題?!?/p>
提問1: 2021年國內(nèi)外功率器件廠商的關(guān)鍵詞是什么?
李國強(qiáng):2021年功率器件廠商的關(guān)鍵詞就是“建廠擴(kuò)產(chǎn)”和“第三代半導(dǎo)體”。這也為2022年產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了整體基調(diào)。
建廠擴(kuò)產(chǎn)方面,國內(nèi)外廠商的動(dòng)作頻頻。海外廠商中,英飛凌歷經(jīng)三年籌建、耗資16億歐元的12英寸(300mm)晶圓廠正式投入使用。這也是歐洲微電子領(lǐng)域最大的項(xiàng)目之一。國內(nèi)廠商也建了很多廠,比如華潤微電子正在建設(shè)12英寸先進(jìn)功率半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)線,并計(jì)劃今年建成投產(chǎn);捷捷微電子在南通的8英寸“高端功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”已完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),計(jì)劃今年二三季度開始試生產(chǎn);吉林華微電子建設(shè)8英寸新型電力電子器件基地并已投入運(yùn)行等等。
從技術(shù)層面看,2021年的創(chuàng)新點(diǎn)還是在寬禁帶半導(dǎo)體(也叫第三代半導(dǎo)體)領(lǐng)域,并取得了很大進(jìn)步。碳化硅、氮化鎵工廠的投資,產(chǎn)能的擴(kuò)建,多點(diǎn)開花,大步邁進(jìn)。在應(yīng)用領(lǐng)域,第三代半導(dǎo)體也得到了長足的發(fā)展。碳化硅MOSFET被特斯拉電動(dòng)汽車率先采用后,即將迎來爆發(fā)式增長,2021年還僅是爆發(fā)的前期階段。氮化鎵HEMT(高電子遷移率晶體管)則被大量應(yīng)用于手機(jī)快充等產(chǎn)品中。
提問2: 2021年功率分立器件市場爆發(fā)式增長的主要原因是什么?
李國強(qiáng):2021年功率分立器件市場的增速可謂超乎尋常,國內(nèi)外廠商都大為受益。據(jù)我們的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球功率器件市場規(guī)模達(dá)到了266億美元,中國市場達(dá)到了111億美元,全球占比高達(dá)41.6%。2021年全球功率分立器件市場同比增長32.8%,中國市場更是達(dá)到了45.5%,遠(yuǎn)超全球增長率。這樣的增速此前從未有過。剖析其原因,無論是全球還是國內(nèi)市場的增長,其實(shí)基本都緣于三大因素,依次是:漲價(jià)、囤貨和市場需求。 漲價(jià)緣于全球缺芯的大背景,從半導(dǎo)體行業(yè)周期性來看,晶圓生產(chǎn)進(jìn)入緊張期,又遇到汽車電子等需求的爆發(fā),再疊加疫情、政治、政策等不確定因素,芯片產(chǎn)能緊張?jiān)絹碓?ldquo;確定”。去年囤貨現(xiàn)象也較為嚴(yán)重,成本十幾元的產(chǎn)品,被炒到幾百元甚至上千元,可謂之瘋狂。
新興高成長細(xì)分市場方面,國內(nèi)外有所差異。國內(nèi)方面,新基建是驅(qū)動(dòng)國內(nèi)市場發(fā)展的核心動(dòng)力,包括5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。海外則主要是計(jì)算市場、汽車電子、工業(yè)電子等傳統(tǒng)市場和新增細(xì)分需求推動(dòng)。
值得一提的是新能源汽車領(lǐng)域,今年國內(nèi)產(chǎn)量超過353萬輛,而去年是135萬輛,增長超過1.6倍。新能源汽車,特別是電動(dòng)汽車對(duì)功率分立器件的需求,一方面是主馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方面,主要采用了IGBT芯片,不少中低端電動(dòng)汽車采用工業(yè)級(jí)IGBT芯片來應(yīng)對(duì)芯片短缺和降低成本,因此IGBT市場需求大幅增長;另一方面在電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電池模塊、LED驅(qū)動(dòng)、充電樁等產(chǎn)品領(lǐng)域大量應(yīng)用了MOSFET、二極管等功率分立器件,如現(xiàn)在售價(jià)幾萬元電動(dòng)汽車的充電樁,已經(jīng)大量采用超級(jí)結(jié)MOSFET來做功率開關(guān)。
提問3: 當(dāng)前全球功率分立器件市場格局情況如何,市場排名變化的內(nèi)驅(qū)因素有哪些?
李國強(qiáng):從全球市場來看,歐美廠商仍占據(jù)主流,中國公司則持續(xù)大幅度進(jìn)步。在全球前十排名中,安世半導(dǎo)體表現(xiàn)亮眼,其主要受益于汽車電子產(chǎn)品的缺芯和大幅漲價(jià),已上升到全球第六。安世半導(dǎo)體雖被國內(nèi)企業(yè)收購,但在合作歷史和地緣優(yōu)勢上,成長受益于歐洲汽車工業(yè)的強(qiáng)大。
雖然國際廠商在功率器件領(lǐng)域發(fā)展較早,有深厚的積累,但在技術(shù)方面,國內(nèi)在功率器件的某些領(lǐng)域發(fā)展也并不晚,尤其在二極管、三極管、晶閘管、MOSFET等領(lǐng)域。加之,國內(nèi)對(duì)進(jìn)口替代的需求,促使國內(nèi)廠商近年來產(chǎn)品和工藝研發(fā)、市場發(fā)展迅速。在市場方面,漲價(jià)、大規(guī)模出口需求、囤貨、細(xì)分市場需求爆發(fā)以及中國是全球制造中心,成為國內(nèi)廠商2021年爆發(fā)式成長的五大關(guān)鍵條件。
目前國內(nèi)分立器件廠商總體規(guī)模超上百家,主要分布在沿海地區(qū),內(nèi)陸地區(qū)較少。在《中國功率IC市場年度報(bào)告2022》中,我們統(tǒng)計(jì)了國內(nèi)主要的30多家公司。在國內(nèi)排名中,華潤微、揚(yáng)州揚(yáng)杰、捷捷微電、江蘇長晶、士蘭微等企業(yè)的表現(xiàn)也相當(dāng)亮眼。比如揚(yáng)州揚(yáng)杰,新擴(kuò)展的MOSFET產(chǎn)線就貢獻(xiàn)了不少營收。
提問4: 這些誘發(fā)了2021年高增長的因素,在2022年還會(huì)繼續(xù)存在嗎?
李國強(qiáng):我們認(rèn)為,2022年市場的高速增長不會(huì)持續(xù),原因有兩個(gè)。第一是產(chǎn)品漲價(jià)的不可持續(xù),第二是囤貨進(jìn)入到了去庫存階段。我們預(yù)測2022下半年到2023年,全球和中國功率分立器件產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入下行階段,甚至?xí)霈F(xiàn)大降價(jià)現(xiàn)象,要提防踩踏事件的發(fā)生。
提問5:國際形勢動(dòng)蕩對(duì)功率分立器件產(chǎn)業(yè)是否構(gòu)成影響?
李國強(qiáng):整體來說影響不大。歐美巨頭企業(yè)在功率器件領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位。國內(nèi)功率分立器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很早,功率分立器件本身工藝和芯片設(shè)計(jì)都相對(duì)簡單,設(shè)備和材料等配套產(chǎn)業(yè)要求不是很高,產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)較好。功率分立器件產(chǎn)業(yè)IDM模式又是主流模式,產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)和控制較好。因此,和其他半導(dǎo)體芯片相比,目前國際形勢的變化對(duì)功率分立器件產(chǎn)業(yè)影響較小。
提問6: 您對(duì)2022年中國功率分立器件市場的整體判斷和預(yù)測是怎樣的?
李國強(qiáng):我們預(yù)測,2022年國內(nèi)功率分立器件市場整體與去年基本持平,給予1個(gè)點(diǎn)左右的增長預(yù)測。理由在于上述提到的影響因素。大型設(shè)計(jì)公司的庫存?zhèn)湄泬毫Ω蟆S捎谛酒a(chǎn)存在較長的晶圓制造和封測交付周期,設(shè)計(jì)企業(yè)去年下的單,很多要到今年才能交付,造成庫存產(chǎn)品處于高價(jià)位。在產(chǎn)業(yè)進(jìn)入下行階段后,可能會(huì)帶來較強(qiáng)的成本壓力。另外,我們注意到,前2年大量備貨的手機(jī)等廠商,目前庫存很大,有很強(qiáng)的出貨壓力,如OPPO大幅度砍單,小米手機(jī)大幅降價(jià)出貨等等。
我們認(rèn)為,2022年中國市場不少細(xì)分領(lǐng)域存在增長亮點(diǎn)。在汽車電子市場,電動(dòng)汽車向高端和中低端兩面延伸。在中高端新能源汽車中,SiC MOSFET將迎來大量應(yīng)用。在中低端電動(dòng)汽車領(lǐng)域,因?yàn)槭褂梅奖悖瑑r(jià)格實(shí)惠,極大地滿足了城市和短距離交通的需求,我們預(yù)期售價(jià)幾萬元的電動(dòng)汽車將繼續(xù)大幅成長,年銷量將超過百萬輛,這將為IGBT、MOSFET、二極管等功率分立器件帶來了巨大的市場需求。在計(jì)算市場,直播、短視頻、安防監(jiān)控等終端應(yīng)用的全面開花,讓云服務(wù)和計(jì)算市場需求猛增。2022年初,中國已正式公布了“東數(shù)西算”工程,這將大幅拉動(dòng)計(jì)算市場新一輪增長。在通信市場方面,國家將會(huì)繼續(xù)推進(jìn)5G基站和傳輸交換網(wǎng)絡(luò)等通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),產(chǎn)品中有大量的電力管理和電源管理模組等,需要大量的MOSFET、二極管、晶閘管、IGBT等分立器件產(chǎn)品。
提問7: 中國功率分立器件廠商的挑戰(zhàn)有哪些?
李國強(qiáng):總體來看,國內(nèi)廠商的挑戰(zhàn)和壓力也是很大的,主要在于技術(shù)提升。除IGBT外,國內(nèi)廠商在二極管、晶閘管、MOSFET、功率晶體管等領(lǐng)域都有著不錯(cuò)的技術(shù)積累。有此作為根基,分立器件領(lǐng)域的國產(chǎn)替代將會(huì)更加深入。但在汽車電子等高可靠性要求的應(yīng)用領(lǐng)域,國內(nèi)廠商的芯片設(shè)計(jì)、制造工藝等方面還有所欠缺,亟待突破加強(qiáng),比如汽車中大量采用的IGBT、MOSFET等功率分立器件產(chǎn)品。 IGBT是功率分立器件中制造工藝要求很高的產(chǎn)品類型,國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)存在制造工藝、制造產(chǎn)能和芯片設(shè)計(jì)等多方面的挑戰(zhàn),尤其是在制造工藝領(lǐng)域,受到國外嚴(yán)格隔離,沒有參考,只能自主探索。相信在國內(nèi)IGBT產(chǎn)線大幅擴(kuò)產(chǎn)后,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)水平將逐步接近國際領(lǐng)先水平。去年,中國IGBT市場大幅增長,主要源于產(chǎn)品大幅漲價(jià)和市場需求,今年中國市場仍將持續(xù)增長。
此外,2021年大熱門的寬禁帶半導(dǎo)體(又叫第三代半導(dǎo)體,主要是SiC和GaN)方面還面臨不少挑戰(zhàn),這是國內(nèi)外廠商需要共同面對(duì)的。相比于傳統(tǒng)硅基產(chǎn)品,寬禁帶半導(dǎo)體器件研發(fā)難度更大??傮w而言,碳化硅比氮化鎵的挑戰(zhàn)更多,襯底、外延、器件等良率和質(zhì)量都有待進(jìn)一步提高。氮化鎵襯底上不存在問題(主要采用現(xiàn)成的高質(zhì)量硅襯底),挑戰(zhàn)主要在器件制造、外延等領(lǐng)域。
提問8: 面對(duì)2022年,國內(nèi)廠商該如何應(yīng)對(duì)?
李國強(qiáng):中國功率分立器件產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展到比較高水平階段,二極管、晶體管、晶閘管、MOSFET在國內(nèi)已經(jīng)具備很好的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。目前進(jìn)入全球前10大功率分立器件企業(yè)的中國公司,只有安世半導(dǎo)體一家,因此提升產(chǎn)品競爭力,擴(kuò)展新的產(chǎn)品線,進(jìn)入高端產(chǎn)品領(lǐng)域,持續(xù)提高營收,乘勝追擊應(yīng)該是國內(nèi)廠商的主要課題。
目前國內(nèi)主要廠商已有了動(dòng)作。比較典型有:華潤微電子最近也發(fā)布了碳化硅MOSFET的建廠計(jì)劃,以及重慶12英寸功率分立器件生產(chǎn)線建設(shè);捷捷微電發(fā)力“車規(guī)級(jí)”功率半導(dǎo)體封測;揚(yáng)州揚(yáng)杰也從二極管整流橋等產(chǎn)品拓展到了MOSFET和IGBT領(lǐng)域;士蘭微在廈門投資建設(shè)新的功率分立器件產(chǎn)線,擴(kuò)充產(chǎn)能、發(fā)展第三代半導(dǎo)體;吉林華微的12英寸項(xiàng)目也在積極謀劃中。
提問9: 政策該如何引導(dǎo)國內(nèi)功率分立器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,有哪些建議?
李國強(qiáng):我們建議,積極給予國內(nèi)功率分立器件廠商在技術(shù)研發(fā)上的支持,包括政策優(yōu)惠、投資、人才福利等方面,努力提升制造工藝、產(chǎn)品良率和產(chǎn)品可靠性,提升現(xiàn)有產(chǎn)品的競爭力。同時(shí),建議政策性支持國內(nèi)功率分立器件廠商向汽車電子等高端、高可靠性產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)軍,持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)品覆蓋領(lǐng)域,提升產(chǎn)業(yè)整體能力和實(shí)力,進(jìn)一步服務(wù)中國電子產(chǎn)業(yè)。
提問10:產(chǎn)業(yè)該如何推動(dòng)國內(nèi)廠商的發(fā)展,有哪些建議?
李國強(qiáng):我們呼吁國內(nèi)終端廠商與國內(nèi)功率器件廠商加強(qiáng)合作,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合發(fā)展。雖然國際廠商產(chǎn)品質(zhì)量高,種類全,但也存在單價(jià)高、產(chǎn)能有限、交期多變、物流中斷等產(chǎn)業(yè)鏈脆弱的嚴(yán)重挑戰(zhàn),近兩年的全球新冠疫情,使得上述問題暴露無遺,并加劇了2021年芯片緊缺問題。近年來國內(nèi)功率分立器件廠商的實(shí)力不斷提升,與國內(nèi)終端廠商在地緣和溝通上存在極其明顯的優(yōu)勢,可以在芯片定義、研發(fā)、生產(chǎn)等階段與國內(nèi)終端廠商深度合作,形成緊密研發(fā)和應(yīng)用優(yōu)勢,更好地助力國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。