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          搶奪賽位,第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)局激烈

          作者: 時(shí)間:2024-07-05 來源:全球半導(dǎo)體觀察 收藏

          目前,是全球戰(zhàn)略競爭新的制高點(diǎn),也是各地區(qū)的重點(diǎn)扶持行業(yè),意法半導(dǎo)體、英飛凌、安世半導(dǎo)體、三安光電等頭部廠商順勢而上,加速布局,市場戰(zhàn)火已燃,一場群雄逐鹿之戰(zhàn)正在上演。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202407/460699.htm

          多方來戰(zhàn),“直搗”三代半核心環(huán)節(jié)

          欣欣向榮,八方入局,搶奪市場重要賽位,擁抱巨大增量市場。業(yè)界認(rèn)為,面對下游行業(yè)需求的爆發(fā),提升工藝及良率,擴(kuò)大晶圓產(chǎn)能是行業(yè)當(dāng)務(wù)之急。

          第三代半導(dǎo)體產(chǎn)能供應(yīng)緊張,三安/意法等大廠在前線沖鋒:英飛凌將拋出70億歐元(約544.24億元人民幣),部署馬來西亞地區(qū)產(chǎn)能,其馬來西亞居林Module 3廠區(qū)預(yù)計(jì)今年8月啟用,并于2024年底開始生產(chǎn)SiC;Nexperia(安世半導(dǎo)體)投資2億美元(約合人民幣14.5億元)開發(fā)碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等下一代寬帶隙半導(dǎo)體(WBG),并在德國漢堡工廠建立生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施;Wolfspeed的Building 10 Materials工廠已實(shí)現(xiàn)其8英寸晶圓的生產(chǎn)目標(biāo),預(yù)計(jì)到2024年底,其莫霍克谷SiC晶圓廠可借此將晶圓開工利用率提升至約25%....

          三安光電、意法半導(dǎo)體決定聯(lián)手布局,二者去年6月宣布在在中國重慶建立一個(gè)新的8英寸碳化硅器件合資制造廠。目前,重慶三安襯底廠主設(shè)備進(jìn)場,這標(biāo)志著重慶三安襯底工廠通線,即將進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段。三安意法碳化硅項(xiàng)目總規(guī)劃投資約300億元人民幣,項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將建成全國首條8吋碳化硅襯底和晶圓制造線,具備年產(chǎn)48萬片8吋碳化硅襯底、車規(guī)級MOSFET功率芯片的制造能力,預(yù)計(jì)營收將達(dá)170億人民幣,將有力推動重慶打造第三代化合物半導(dǎo)體之都。

          另外,三安半導(dǎo)體湖南碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目一期已經(jīng)全線投產(chǎn),SiC年產(chǎn)能已達(dá)到25萬片(折合6吋算);項(xiàng)目二期正在穩(wěn)步推進(jìn)中,將全部導(dǎo)入國際領(lǐng)先的8吋生產(chǎn)設(shè)備和工藝。整個(gè)項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)總計(jì)年產(chǎn)48萬片的規(guī)模。而三安光電于7月2日在投資者互動平臺表示,湖南三安項(xiàng)目后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)將生產(chǎn)8英寸SiC產(chǎn)品,目前,8英寸SiC襯底已開始試產(chǎn),8英寸SiC芯片預(yù)計(jì)于12月投產(chǎn)。

          韓國方進(jìn)軍氮化鎵:據(jù)韓媒近期報(bào)道,三星電子、SK Siltron、韓國東部高科(DB HiTek)以及無晶圓廠ABOV Semiconductor共同簽署了半導(dǎo)體業(yè)務(wù)協(xié)議(MOU),共同致力于“化合物功率半導(dǎo)體先進(jìn)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目”。該項(xiàng)目將首先聚焦GaN功率半導(dǎo)體的研發(fā),上述廠商均表示旨在將GaN業(yè)務(wù)商業(yè)化。

          從早先的布局動態(tài)看,三星此前透露將從2025年開始建設(shè)8英寸氮化鎵化合物功率半導(dǎo)體代工廠;SK Siltron通過其子公司SK KeyFoundry(啟方半導(dǎo)體)開發(fā)和量產(chǎn)GaN半導(dǎo)體,后者此前宣布已獲得8英寸650V 氮化鎵 HEMT 的器件特性,并計(jì)劃在今年內(nèi)完成開發(fā);DB HiTek于5月表示將在今年第三季度引進(jìn)氮化鎵器件生產(chǎn)所需的相關(guān)設(shè)備,并在今年年底前完成量產(chǎn)準(zhǔn)備,預(yù)計(jì)該GaN代工廠將從明年年初開始運(yùn)營。

          此外,韓國官方正加強(qiáng)扶持該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。韓國政府將從今年到2028 年,計(jì)劃提供1385 億韓元(約7.2億人民幣)的資金支持以推進(jìn)上述項(xiàng)目,其中包括 939 億韓元的政府資金和 446 億韓元的私人投資;技術(shù)支持方面,韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)規(guī)劃和評估研究院(KITIE)將為參與機(jī)構(gòu)提供研發(fā)支持。

          汽車廠商多線路布局,旨在穩(wěn)定供應(yīng)鏈體系:中國一汽正加強(qiáng)建設(shè)額碳化硅項(xiàng)目:其M220 SiC電驅(qū)已在今年宣布量產(chǎn)下線,M190-150(SiC)電驅(qū)生產(chǎn)準(zhǔn)備建設(shè)項(xiàng)目則處于擬審批階段。M220 SiC電驅(qū)作是一汽紅旗HME平臺的核心總成,匹配EH7、E202、E702等5款新能源主銷車型,也是產(chǎn)品項(xiàng)目CEO制改革后首批量產(chǎn)的動力總成產(chǎn)品;M190-150(SiC)電驅(qū)生產(chǎn)準(zhǔn)備建設(shè)項(xiàng)目建成后,將實(shí)現(xiàn)M190-150(SiC)電驅(qū)系統(tǒng)與M220電驅(qū)系統(tǒng)共線產(chǎn)能20萬(臺)/年,其中M190-150(SiC)電驅(qū)系統(tǒng)產(chǎn)能14萬(臺)/年。

          部分廠商加速項(xiàng)目進(jìn)程和產(chǎn)品出貨:芯塔電子SiC模塊大批交付,湖州功率模塊封裝產(chǎn)線總投資1億元,于2024年初正式通線,目前處于量產(chǎn)爬坡階段。產(chǎn)線全部達(dá)產(chǎn)后,將年產(chǎn)100萬套功率模塊,預(yù)估年產(chǎn)值3億元;冠嵐新材料年產(chǎn)1600噸碳化硅襯底材料項(xiàng)目簽約,該公司主要產(chǎn)品為大尺寸、高純度、低成本第三代半導(dǎo)體SiC原材料、SiC鍍膜,目前國產(chǎn)化原材料產(chǎn)品已驗(yàn)證完成,獲國內(nèi)外多家客戶認(rèn)證;總投資50億的中順通利半導(dǎo)體功率器件項(xiàng)目簽約,項(xiàng)目擬建設(shè)特種及車規(guī)級功率器件封裝測試生產(chǎn)線、集團(tuán)企業(yè)總部集群等。

          與此同時(shí),并購方針狂熱執(zhí)行,企業(yè)紛紛擴(kuò)大麾下軍,近期碳化硅、氮化鎵領(lǐng)域出現(xiàn)了多件收購案:純晶圓代工廠格芯收獲一家GaN研發(fā)商Tagore,包括后者專有且經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證的功率氮化鎵(GaN)技術(shù)及IP產(chǎn)品組合;Guerrilla RF收購Gallium Semiconductor的GaN功率放大器和前端模塊產(chǎn)品組合,該公司表示將為無線基礎(chǔ)設(shè)施、軍事和衛(wèi)星通信應(yīng)用開發(fā)新的GaN器件產(chǎn)品線并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化....

          從本質(zhì)看,三代半魅力何在?

          第一代半導(dǎo)體材料以Si(硅)、Ge(鍺)等為主,Si以優(yōu)異性能、低廉價(jià)格及成熟的工藝,在大規(guī)模集成電路領(lǐng)域地位明顯;第二代半導(dǎo)體材料包括GaAs(砷化鎵)、InP(磷化銦)等,GaAs主要應(yīng)用于大功率發(fā)光電子器件和射頻器件;第三代半導(dǎo)體也稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料,以SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)為主,GaN主要應(yīng)用于光電器件和微波射頻器件,SiC主要用于功率器件。

          得益于自身優(yōu)秀的物理特性及產(chǎn)業(yè)端的快速拉動,第三代半導(dǎo)體已然成為了業(yè)界“寵兒”。碳化硅方面,從物理特性上看,相比傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體材料,SiC擁有3倍的禁帶寬度、3倍的熱導(dǎo)率、近10倍的擊穿場強(qiáng)、以及2倍的電子飽和漂移速率。此外業(yè)界稱,理論上,相同耐壓的器件,SiC的單位面積的漂移層阻抗可以降低到Si的1/300。

          需求端來看,SiC功率器件具備耐高壓,耐高溫,低能耗,小型化的特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于電動/混動汽車、充電樁/充電站、高鐵軌交、光伏逆變器中。目前,碳化硅已發(fā)展成為綜合性能最好、產(chǎn)業(yè)化程度最高、技術(shù)最成熟的第三代半導(dǎo)體材料。

          氮化鎵方面,主要有Si基和SiC基兩種。GaN-on-Si主要應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域,用作高功率開關(guān)。GaN-on-SiC 主要應(yīng)用于射頻領(lǐng)域,主要得益于SiC的高導(dǎo)熱率以及低RFloss,適用于功率較大的宏基站。需求端方面,GaN功率器件憑其高頻率、低損耗、低成本的特點(diǎn),可以廣泛使用于智能終端快充、數(shù)據(jù)中心、車規(guī)級充電場景中;GaN微波器件則因其高頻率、高功率、高效率可以廣泛地應(yīng)用于宏基站/小微基站、智能終端、軍用雷達(dá)、衛(wèi)星通訊等領(lǐng)域。

          從市場前景來看,碳化硅市場步入高速增長階段,據(jù)TrendForce集邦咨詢研究表示,盡管純電動汽車(BEV)銷量增速的明顯放緩已經(jīng)開始影響到SiC供應(yīng)鏈,但作為未來電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向,SiC在汽車、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應(yīng)用市場中仍然呈現(xiàn)加速滲透之勢,未來幾年整體市場需求將維持增長態(tài)勢,預(yù)估至2028年,全球SiC功率器件市場規(guī)模有望上升至91.7億美元。

          目前,GaN功率元件市場的發(fā)展主要由消費(fèi)電子所驅(qū)動,核心仍在于快速充電器,其他消費(fèi)電子場景還包括D類音頻、無線充電等。據(jù)TrendForce集邦咨詢研究顯示,全球GaN功率元件市場規(guī)模將從2022年的1.8億美金成長到2026年的13.3億美金,復(fù)合增長率高達(dá)65%。

          結(jié)語

          第三代半導(dǎo)體材料在新能源汽車、信息通信、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域充分發(fā)揮其優(yōu)異的性能,目前已成為推動諸多產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級的重要引擎。而基礎(chǔ)研究能力、關(guān)鍵裝備和原材料等涉及產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈安全的問題仍是關(guān)鍵,也正由此,今年以來產(chǎn)業(yè)動態(tài)頻頻,上中下游廠商紛紛下場實(shí)施前瞻性策略,業(yè)界認(rèn)為,屬于第三代半導(dǎo)體的時(shí)代正在敲門。




          關(guān)鍵詞: 第三代半導(dǎo)體

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