中國(guó)功率半導(dǎo)體的火從2020年開始燒起，在全球芯片短缺的需求缺口和中國(guó)擴(kuò)大功率半導(dǎo)體產(chǎn)能的政策雙重助力下，中國(guó)功率半導(dǎo)體的發(fā)展已經(jīng)初見成效。

　　這把功率半導(dǎo)體的火，是否還將越來(lái)越旺

　　功率半導(dǎo)體賽道火熱

　　承接2021年的緊張需求，功率半導(dǎo)體在2022年依舊供不應(yīng)求。實(shí)際上功率半導(dǎo)體的特性就已經(jīng)決定其發(fā)展的廣闊空間。

　　一方面，功率半導(dǎo)體屬于特色工藝產(chǎn)品，非尺寸依賴型，在制程方面不追求極致的線寬，不必遵循摩爾定律，而是需要專注結(jié)構(gòu)、封裝技術(shù)以及基礎(chǔ)材料的迭代升級(jí)。另一方面，功率半導(dǎo)體是電力電子裝置的必備元件，全球市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定，在疫情影響下催生的汽車、工業(yè)、可再生能源和智能設(shè)備需求非常強(qiáng)勁。

　　正因如此，業(yè)內(nèi)普遍看好功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)前景，IGBT以及第三代半導(dǎo)體(如SiC、GaN)成為全球功率半導(dǎo)體企業(yè)集中發(fā)力方向。

　　安森美和英飛凌均傳出功率半導(dǎo)體訂單滿載的消息，瑞薩900億日元重啟甲府工廠，富士電機(jī)在2021年8月宣布追加投資400億日元(3.65億美元)擴(kuò)充功率半導(dǎo)體產(chǎn)能，東芝也宣布將打造一座新的功率半導(dǎo)體12 英寸晶圓制造設(shè)施。

　　在市場(chǎng)的龐大需求下，我國(guó)功率半導(dǎo)體也早早起步。

　　當(dāng)今的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)由硅基器件主導(dǎo)，其中包括功率MOSFET、超級(jí)結(jié)MOSFET 和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了多家MOSFET供應(yīng)商，包括華潤(rùn)微電子、士蘭微、揚(yáng)杰科技、華微、新潔能、安世半導(dǎo)體、東微半導(dǎo)體、芯導(dǎo)科技、芯派科技、捷捷微電等;在IGBT方面，士蘭微、比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)體、時(shí)代電氣、華大半導(dǎo)體也均有所布局。

　　從IDM和Foundry兩方面看，功率半導(dǎo)體選擇IDM模式似乎更好。例如，對(duì)于有著幾十年歷史的二極管、雙極管和MOSFET的英飛凌、ST、TI這類國(guó)際半導(dǎo)體巨頭，都在傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體分立器件方面采用IDM模式。而國(guó)內(nèi)企業(yè)中固锝、揚(yáng)杰和華微等半導(dǎo)體廠商也同樣選擇IDM模式。

　　從資本方面看，從2008年-2020年我國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)融資事件較少，平均每年發(fā)生一起融資事件。而在2021年，功率半導(dǎo)體開始受到資本關(guān)注，融資熱度陡然高漲。去年，發(fā)生融資事件共15起。2022年4月初，今年國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè)就已官宣15筆融資。

　　在功率半導(dǎo)體產(chǎn)能方面，功率半導(dǎo)體對(duì)工藝制程的要求并不高。較低的資金門檻使得功率半導(dǎo)體有望率先成為國(guó)內(nèi)廠商追趕國(guó)際先進(jìn)水平。例如，士蘭微預(yù)計(jì)投資100億元新建的第二條12英寸生產(chǎn)線線寬65nm-90nm，可與意法半導(dǎo)體最先進(jìn)的65nm BCD工藝相比肩。

　　2021年1月，聞泰科技位于上海臨港的12英寸晶圓廠動(dòng)工，預(yù)計(jì)2022年7月投產(chǎn)，年產(chǎn)能約為40萬(wàn)片;2021年6月，華潤(rùn)微與大基金聯(lián)合投資75.5億元新建12英寸晶圓生產(chǎn)線，建成后預(yù)計(jì)將形成月產(chǎn)3萬(wàn)片12英寸中高端功率半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)能力。

　　SEMI 稱，到 2023 年，中國(guó)大陸將成為全球功率和化合物半導(dǎo)體晶圓廠產(chǎn)能的領(lǐng)導(dǎo)者，占全球產(chǎn)能的最大份額，達(dá)到33%，其次是日本17%。

　　中國(guó)功率半導(dǎo)體會(huì)過(guò)剩嗎?

　　中國(guó)功率半導(dǎo)體是否過(guò)剩是一個(gè)偽命題。因?yàn)?，中?guó)是全球功率半導(dǎo)體最大需求國(guó)，2020年市場(chǎng)規(guī)模約153億美元，2021年增長(zhǎng)至159億美元。而功率半導(dǎo)體用于所有電力電子領(lǐng)域，應(yīng)用范圍涵蓋電源管理、計(jì)算機(jī)及外設(shè)設(shè)備、通信、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域。加上最近興起的新型領(lǐng)域如新能源汽車、可再生能源發(fā)電、變頻家電等將帶來(lái)的巨大需求缺口。

　　純電汽車的車載充電機(jī)(OBC)、DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)于MOSFET的需求進(jìn)一步增加，汽車車燈轉(zhuǎn)為L(zhǎng)ED大燈以后，MOSFET的需求量從原來(lái)每個(gè)車燈需要1顆增加至18顆。

　　傳統(tǒng)燃油車中僅有少量的IGBT單管用于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器，純電汽車的動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)為電池以后，IGBT模塊成為電驅(qū)系統(tǒng)中逆變器的標(biāo)配，此外新能源汽車在車載充電機(jī)(OBC)、DC-DC升壓器、電空調(diào)驅(qū)動(dòng)也同樣需要用到IGBT單管。

　　預(yù)計(jì)2022年，國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量達(dá)到500萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)的增量需求為160萬(wàn)片8英寸晶圓，折合13～14萬(wàn)片月產(chǎn)能，如果2025年國(guó)內(nèi)電動(dòng)車銷量達(dá)到1000萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)增量需求為54-55萬(wàn)片月產(chǎn)能。

　　截止2020年12月全球晶圓產(chǎn)能約為2082萬(wàn)片/月(等效8英寸)，中國(guó)大陸晶圓產(chǎn)能占比為15.3%，預(yù)計(jì)為318.4萬(wàn)片/月(等效8英寸)，國(guó)內(nèi)主要晶圓廠12英寸產(chǎn)能約100萬(wàn)片/月，8英寸產(chǎn)線約為115萬(wàn)片/月。中信建投統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)所有功率半導(dǎo)體廠商新增產(chǎn)線的產(chǎn)能增量，預(yù)計(jì)2022年全年新增功率半導(dǎo)體產(chǎn)能為18萬(wàn)片/月(等效8英寸)。

　　如果假設(shè)2022年國(guó)內(nèi)新增電動(dòng)車銷量為200萬(wàn)臺(tái)，全球新增500萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)車，所需要對(duì)應(yīng)約250萬(wàn)片8英寸的年產(chǎn)能，對(duì)應(yīng)需要新增20.8萬(wàn)片月產(chǎn)能，而全球功率半導(dǎo)體的新增產(chǎn)能幾乎都在中國(guó)，僅僅滿足全球的電動(dòng)車的需求新增供給尚且不夠，如果考慮光伏需要的產(chǎn)能則供應(yīng)缺口進(jìn)一步增加。

　　自2020年下半年起，國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體需求呈現(xiàn)高景氣特征，疊加產(chǎn)能不足因素，供求出現(xiàn)顯著錯(cuò)配。自2020年11月以來(lái)，相關(guān)功率半導(dǎo)體龍頭公司紛紛宣布提價(jià)。2021年2月，士蘭微發(fā)布部分產(chǎn)品品類漲價(jià)通知，包括MOS類、IGBT、SBD、FRD、功率對(duì)管等。

　　由此來(lái)看，中國(guó)功率半導(dǎo)體過(guò)剩的擔(dān)憂，完全沒有必要。

　　日本能否保住“功率半導(dǎo)體大國(guó)”的地位?

　　值得一提的是，日經(jīng)認(rèn)為功率半導(dǎo)體雖是有望提高設(shè)備節(jié)能性能的基礎(chǔ)零部件，中國(guó)供應(yīng)過(guò)?？赡軙?huì)和日本廠商激烈競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致日本廠商收益惡化 。實(shí)際上，日經(jīng)更多的是在為日本的功率半導(dǎo)體廠商擔(dān)心。

　　但其實(shí)這份擔(dān)心不無(wú)道理。Omdia報(bào)告顯示，2021年日本企業(yè)在功率半導(dǎo)體公司銷售額排名前十位中占據(jù)五席，分別是三菱電機(jī)(第四)、富士電機(jī)(第五)、東芝(第六)、瑞薩(第九)、ROHM(第十)。在2019—2021這三年間，這五家日本企業(yè)銷售額合計(jì)始終占前十名銷售總額的32%～33%左右。全球功率半導(dǎo)體公司前十中占據(jù)五席足以看出日本功率半導(dǎo)體的強(qiáng)勢(shì)。

　　但實(shí)際上，相較于2020年的市占率，日本的合計(jì)市占率下降的1.2個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)于穩(wěn)定保持功率半導(dǎo)體市占龍頭的日本，對(duì)“下降”并非是日本的杞人憂天。

　　日本廠商相對(duì)較小的規(guī)模，使其難以擴(kuò)大生產(chǎn)和營(yíng)銷規(guī)模。這使得日本廠商在英飛凌、意法等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不斷擴(kuò)大客戶地理范圍的情況下陷入弱勢(shì)。例如，2021年，英飛凌在全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)中的份額已經(jīng)達(dá)到21%，相當(dāng)于日本前五大制造商的總和。

　　回顧日本功率半導(dǎo)體發(fā)展的歷史，日本廠商之所以能夠在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域取得成功，在于日本以產(chǎn)業(yè)用途少量多品種定制需求為主，沒有卷入大尺寸晶圓演進(jìn)帶來(lái)的設(shè)備投資競(jìng)爭(zhēng)，可以靈活利用現(xiàn)有工廠來(lái)滿足需求。但是，隨著12英寸晶圓的發(fā)展，功率半導(dǎo)體也逐漸開始進(jìn)入12英寸的賽道中，日本的小尺寸晶圓開始出現(xiàn)劣勢(shì)。

　　日本企業(yè)也發(fā)現(xiàn)了這一問題，當(dāng)前正在努力拓展12英寸晶圓，強(qiáng)化功率半導(dǎo)體生產(chǎn)。例如，三菱電機(jī)在意大利米蘭附近建成了一座專用于功率和模擬半導(dǎo)體的12英寸晶圓工廠，預(yù)計(jì)將于2022年下半年投產(chǎn)。東芝也決定在其子公司加賀東芝電子內(nèi)建造一座兼容12英寸晶圓的制造大樓，用于生產(chǎn)功率半導(dǎo)體。

　　盡管富士電機(jī)目前沒有12英寸的增產(chǎn)計(jì)劃，想要專注于8英寸的增產(chǎn)。但其2021年的銷售額比2019年增長(zhǎng)了51%。富士電機(jī)表示，在電動(dòng)汽車和可再生能源需求增加的背景下，決定將功率半導(dǎo)體的資本支出(包括對(duì)SiC功率半導(dǎo)體的投資)增加到1900億日元。

　　此外，最近日本半導(dǎo)體還出現(xiàn)了人才短缺的問題。日本電子信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，未來(lái)10年，日本8家大型生產(chǎn)商將需要招聘約3.5萬(wàn)名工程師，以跟上投資的步伐。同時(shí)東芝、索尼也表示，日本工程師短缺威脅日本政府重振國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)。

　　該協(xié)會(huì)還表示：“2026-2030年是日本半導(dǎo)體行業(yè)重新站穩(wěn)腳跟的‘最后也是最大’的機(jī)會(huì)?！痹谥袊?guó)、韓國(guó)兩國(guó)奮力發(fā)展功率半導(dǎo)體的情況下，日本是否能夠守住“功率大國(guó)”的地位，已經(jīng)成為一個(gè)問號(hào)。