根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易協(xié)會(huì)(WSTS)數(shù)據(jù)顯示,2018年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷(xiāo)售額達(dá)4,687.78億美元,同比增長(zhǎng)13.7%,相對(duì)2017年的21.6%的大幅增長(zhǎng)有所放緩。從目前半導(dǎo)體行業(yè)主流國(guó)際機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)來(lái)看,2019年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速將進(jìn)一步放緩。
Source: Gartner
據(jù)Gartner 2018 Q4預(yù)測(cè),2019年、2020年、2021年、2022年,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷(xiāo)售分別為4,890億美元、5,280億美元、5,190億美元、5,390億美元,分別增長(zhǎng)2.5%、8.1%、-1.8%、3.8%。
全球半導(dǎo)體市場(chǎng)風(fēng)云變幻,產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)始終離不開(kāi)市場(chǎng)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)。由上可知,2017年是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增速放緩的拐點(diǎn),同樣是從2017年開(kāi)始,智能手機(jī)增速放緩,開(kāi)始進(jìn)入存量市場(chǎng),而后將在2021年出現(xiàn)比較大的衰退,整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)上揚(yáng)的動(dòng)能略顯疲態(tài)。
“繼智能手機(jī)之后,能夠擔(dān)任多技術(shù)融合載體、拉動(dòng)半導(dǎo)體快速上揚(yáng)重任的就是未來(lái)的智慧汽車(chē)。” 華虹宏力戰(zhàn)略、市場(chǎng)與發(fā)展部科長(zhǎng)李健在中國(guó)電子ICT媒體論壇暨2019產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)上表示,汽車(chē)電子化是大勢(shì)所趨。首先,從汽車(chē)的成本結(jié)構(gòu)來(lái)看,未來(lái)芯片成本有望占汽車(chē)總成本的50%以上,這會(huì)給整個(gè)半導(dǎo)體帶來(lái)巨大的市場(chǎng)需求;其次,汽車(chē)是個(gè)傳統(tǒng)的制造業(yè),但是個(gè)能讓人熱血沸騰的制造業(yè)。
李健指出:“當(dāng)傳統(tǒng)的汽車(chē)制造業(yè)遇到當(dāng)今的半導(dǎo)體,將會(huì)變成下一個(gè)引領(lǐng)浪潮的應(yīng)用載體?!卑雽?dǎo)體能為電動(dòng)汽車(chē)帶來(lái)更強(qiáng)大的“心臟”,如自動(dòng)駕駛處理器、ADAS芯片等,同時(shí)也帶來(lái)更強(qiáng)大的性能,讓電動(dòng)汽車(chē)帶來(lái)更好的體驗(yàn),這就需要采用大量的功率器件,比如MOSFET、IGBT等,這也正是電動(dòng)汽車(chē)中對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言所蘊(yùn)含的新機(jī)遇。
數(shù)據(jù)顯示,2020年,國(guó)內(nèi)新能源車(chē)的銷(xiāo)售目標(biāo)是200萬(wàn)臺(tái),全球是700萬(wàn)臺(tái),這是一個(gè)非常大的市場(chǎng)。有別于傳統(tǒng)車(chē),新能源車(chē)?yán)锩嬗?a target="_blank">電機(jī)、電池、車(chē)載充電機(jī)、電機(jī)逆變器和空調(diào)壓縮機(jī),這些都需要大量的功率器件芯片。電動(dòng)化除了車(chē)輛本身的變化之外,還給后裝的零部件市場(chǎng)也帶來(lái)新的需求,同時(shí)配套用電設(shè)施,比如充電樁,也帶來(lái)大量的功率器件需求。
李健表示,電動(dòng)汽車(chē)中功率芯片的用途非常廣泛,啟停系統(tǒng)、DC/DC變壓器、DC/AC主逆變器+DC/DC升壓,包括發(fā)電機(jī),還有車(chē)載充電機(jī)等。以時(shí)下很熱的IGBT來(lái)說(shuō),電動(dòng)汽車(chē)前后雙電機(jī)各需要18顆IGBT,車(chē)載充電機(jī)需要4顆,電動(dòng)空調(diào)8顆,總共一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)需要48顆IGBT芯片。如果2020年國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到200萬(wàn)臺(tái),后裝維修零配件市場(chǎng)按1:1配套計(jì)的話(huà),粗略估算國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大概需要10萬(wàn)片/月的8英寸車(chē)規(guī)級(jí)IGBT晶圓產(chǎn)能(按120顆IGBT芯片/枚折算)。
基于國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)占全球市場(chǎng)的1/3,2020年全球汽車(chē)市場(chǎng)可能需要30萬(wàn)片/月的8英寸IGBT晶圓產(chǎn)能。李健分享說(shuō):“除了汽車(chē)市場(chǎng),IGBT在其它應(yīng)用市場(chǎng)中也廣受歡迎,業(yè)內(nèi)有看法認(rèn)為還需要新建十座IGBT晶圓廠?!?/p>
在汽車(chē)電子化大潮涌動(dòng)之時(shí),長(zhǎng)期持續(xù)動(dòng)態(tài)追蹤市場(chǎng)變化的華虹宏力敏銳地洞察業(yè)界動(dòng)向并及時(shí)布局:華虹集團(tuán)旗下華虹宏力早在2002年已開(kāi)始功率半導(dǎo)體的自主創(chuàng)“芯”路,是業(yè)內(nèi)首個(gè)擁有深溝槽超級(jí)結(jié)(Deep Trench Super Junction,DT-SJ)及場(chǎng)截止型IGBT(Field Stop,F(xiàn)S IGBT)工藝平臺(tái)的8英寸代工廠;產(chǎn)品線(xiàn)上,華虹宏力的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品全面涵蓋從200V以下低壓段、300V到800V的中高壓、以及600V到3300V甚至高達(dá)6500V的高壓段等應(yīng)用,聚焦于Trench MOS/ Split-Gate Trench(SGT)、DT-SJ和IGBT等,并密切關(guān)注GaN/SiC等新型寬禁帶材料的發(fā)展。
華虹宏力功率器件領(lǐng)域核“芯”技術(shù)
據(jù)李健介紹,硅基MOSFET是華虹宏力功率器件工藝的基礎(chǔ)。通過(guò)不斷縮小間距、提升元胞密度、降低導(dǎo)通電阻,華虹宏力用持續(xù)領(lǐng)先的優(yōu)異品質(zhì),以及穩(wěn)定的良率贏得廣大客戶(hù)的贊譽(yù)。值得一提的是,在可靠性要求極為嚴(yán)格的汽車(chē)領(lǐng)域,華虹宏力MOSFET產(chǎn)品已配合客戶(hù)完成核心關(guān)鍵部件如汽車(chē)油泵、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等的應(yīng)用,為業(yè)界領(lǐng)先。
深溝槽超級(jí)結(jié)MOSFET(DT-SJ)是中流砥柱。超級(jí)結(jié)MOSFET適用于500V到900V電壓段,其電阻更小、效率更高、散熱相對(duì)低,在要求嚴(yán)苛的開(kāi)關(guān)電源等產(chǎn)品中有大量應(yīng)用。深溝槽型超級(jí)結(jié)MOSFET是華虹宏力自主開(kāi)發(fā)、擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)“芯”技術(shù),相關(guān)專(zhuān)利超過(guò)20項(xiàng)。其第三代深溝槽超級(jí)結(jié)工藝流程緊湊且成功開(kāi)發(fā)溝槽柵的新型結(jié)構(gòu),有效降低結(jié)電阻,進(jìn)一步縮小了元胞面積,技術(shù)參數(shù)達(dá)業(yè)界一流水平,可提供導(dǎo)通電阻更低、芯片面積更小、開(kāi)關(guān)速度更快和開(kāi)關(guān)損耗更低的產(chǎn)品解決方案。為了持續(xù)為客戶(hù)創(chuàng)造更多價(jià)值,華虹宏力的深溝槽超級(jí)結(jié)MOSFET工藝不斷升級(jí),每次單位面積導(dǎo)通電阻的技術(shù)特性?xún)?yōu)化都在25%以上。
硅基IGBT芯片是未來(lái)。IGBT是電動(dòng)汽車(chē)核“芯”中的核心,對(duì)晶圓制造的能力和經(jīng)驗(yàn)要求非常高,其難點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)主要在于背面加工工藝。目前國(guó)內(nèi)能加工IGBT的產(chǎn)線(xiàn)還比較少,華虹宏力是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多可用8英寸晶圓產(chǎn)線(xiàn)為客戶(hù)提供高品質(zhì)代工服務(wù)的廠商之一,擁有背面薄片、背面高能離子注入、背面激光退火以及背面金屬化等一整套完整的FS IGBT的背面加工處理能力,可助力客戶(hù)產(chǎn)品比肩業(yè)界主流的國(guó)際IDM產(chǎn)品,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得更大優(yōu)勢(shì)。
SiC和GaN等寬禁帶材料自身優(yōu)勢(shì)非常明顯,未來(lái)10到15年的市場(chǎng)空間很大。細(xì)分來(lái)看,SiC的市場(chǎng)應(yīng)用前景明確,而GaN瞄準(zhǔn)的無(wú)人駕駛LiDAR等創(chuàng)新型應(yīng)用仍存在變數(shù);從技術(shù)成熟度來(lái)講,SiC二級(jí)管技術(shù)已成熟,MOS管也已小批量供貨,而GaN來(lái)說(shuō),SiC基GaN相對(duì)成熟但成本高,Si基GaN則仍不夠成熟;從性?xún)r(jià)比來(lái)講,SiC量產(chǎn)后有望快速拉低成本,而GaN的新型應(yīng)用如不能如期上量,成本下降會(huì)比較緩慢;不過(guò)Si基GaN最大的優(yōu)勢(shì)在于可以和傳統(tǒng)CMOS產(chǎn)線(xiàn)兼容,而SiC則做不到這點(diǎn)。華虹宏力將保持對(duì)寬禁帶材料的密切關(guān)注,以期適時(shí)切入,為客戶(hù)提供更高附加值的相應(yīng)服務(wù)。
事實(shí)上,華虹宏力從2002年開(kāi)始自主創(chuàng)“芯”路,是全球第一家關(guān)注功率器件的8英寸純晶圓廠。2002年到2010年,陸續(xù)完成先進(jìn)的溝槽型中低壓MOSFET/SGT/TBO等功率器件技術(shù)開(kāi)發(fā)并量產(chǎn);2010年,高壓600V到700V溝槽型、平面型MOSFET工藝開(kāi)發(fā)完成,并進(jìn)入量產(chǎn)階段;2011年第一代深溝槽超級(jí)結(jié)工藝進(jìn)入量產(chǎn)階段,同年,1200V溝槽型NPT IGBT工藝也完成研發(fā)進(jìn)入量產(chǎn)階段;2013年,第2代深溝槽超級(jí)結(jié)工藝推向市場(chǎng),同時(shí)600V到1200V溝槽場(chǎng)截止型IGBT(FDB工藝)也成功量產(chǎn)……經(jīng)過(guò)多年研發(fā)創(chuàng)新和持續(xù)積累,華虹宏力得以有節(jié)奏地逐步推進(jìn)自主創(chuàng)芯進(jìn)程。
2018年華虹宏力特色工藝?yán)塾?jì)獲得中國(guó)/美國(guó)有效授權(quán)專(zhuān)利超過(guò)3000件,打破了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)過(guò)分依賴(lài)技術(shù)引進(jìn)的局面,大大降低特色工藝技術(shù)成本,為國(guó)內(nèi)外客戶(hù)提供了更加經(jīng)濟(jì)有效的造芯平臺(tái)。作為全球最大的功率分立器件8英寸純晶圓代工廠,華虹宏力8英寸MOSFET累計(jì)出貨目前已超過(guò)700萬(wàn)片晶圓。
不過(guò),在外部環(huán)境的推動(dòng)下和行業(yè)周期性調(diào)整,整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將難免遭遇衰退期。由上可知,據(jù)Gartner預(yù)測(cè),2021年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷(xiāo)售增長(zhǎng)率為-1.8%,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將會(huì)有一輪新的較大的衰退。屆時(shí)需求端有比較大的下滑,供給端卻有大幅增長(zhǎng),這樣就容易產(chǎn)生危機(jī)。
面對(duì)這樣的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),華虹宏力有何應(yīng)對(duì)之策?李健表示,公司的整體戰(zhàn)略依然是堅(jiān)持走特色工藝之路,也就是堅(jiān)持“8+12”的戰(zhàn)略布局。8英寸的戰(zhàn)略定位是“廣積糧”,重點(diǎn)是在“積”這個(gè)字上。華虹宏力有超過(guò)20年的特色工藝技術(shù)積累,包括功率器件、Flash技術(shù)等等;同時(shí)這20余年來(lái)積累了很多戰(zhàn)略客戶(hù)合作的情誼;連續(xù)32個(gè)季度盈利的赫赫成績(jī),也為華虹宏力積累了大量的資本。
正因?yàn)橛羞@些積累,華虹宏力可以開(kāi)始布局12英寸特色工藝生產(chǎn)線(xiàn)。12英寸的戰(zhàn)略定位是“高筑墻”,重點(diǎn)是在“高”字上。華虹宏力將通過(guò)12英寸先進(jìn)特色工藝技術(shù),延伸8英寸特色工藝優(yōu)勢(shì),拓寬護(hù)城河,提高技術(shù)壁壘,拉開(kāi)與身后競(jìng)爭(zhēng)者的差距。
目前,華虹宏力正通過(guò)技術(shù)研發(fā),將特色工藝從8英寸逐步推進(jìn)到12英寸,技術(shù)節(jié)點(diǎn)也進(jìn)一步推進(jìn)到90納米以下,至65/55納米,以便給客戶(hù)提供更大的產(chǎn)能和先進(jìn)工藝支持,攜手再上新臺(tái)階。
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原文標(biāo)題:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)一波衰退期,國(guó)內(nèi)特色工藝龍頭華虹宏力會(huì)如何應(yīng)對(duì)?
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