互联网资讯 / 手机数码 · 2024年2月4日 0

日本功率半导体的忧心

不久前,OMdia发布了2021年全球功率半导体十强榜单。

从榜单看,全球功率半导体十强中有一半为日本企业,包括三菱电机、富士电机、东芝、瑞萨、ROHM。五家企业的营收在过去三年内大体保持在榜单总营收的三分之一左右。

可见,日本厂商在功率半导体行业的地位举足轻重。

作为电子装置中电能转换与电路控制的核心,功率半导体通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能,包括变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。功率半导体分为功率分立器件和功率IC两大类,功率分立器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品,功率IC主要有AC/DC、DC/DC、电源管理IC、驱动IC等。

近年来,几大因素点燃了市场对功率半导体的需求,包括新冠疫情刺激的家用电子产品消费热潮,以及更具持续性的电动汽车、新能源、5G通信、乃至云计算的加速普及。可以说,未来数字时代的几乎每一个具象场景,都需要数量更多、价值量更高的功率半导体支撑。

OMida数据显示,2021年全球功率半导体市场规模为462亿美元,至2025年,全球市场空间有望达到548亿美元,年复合增速为5.92%。

巨大的潜力背后,市场云诡波谲。面对来自欧美以及中国厂商的多面竞争和压力,日本功率半导体产业面临的问题是,他们能否保住自己的利基市场。

欧美大厂“重拳出击”

如同过去的十几年一样,全球功率半导体市场依旧被美日欧把控。前十名中,排名第一的德国英飞凌和第二名的美国安森美半导体地位十分稳固。英飞凌更是坐拥21%的全球市场份额,相当于日本前五名厂商的总和。

然而,除了领先的市场份额外,欧美大厂快速的扩产节奏和产线转移步伐更是给日本功率半导体市场带来了压力。

英飞凌:12英寸晶圆制造领域新标杆

今年2月,英飞凌宣布将斥资逾20亿欧元,扩大宽禁带(碳化硅和氮化镓)半导体产能,进一步巩固和增强其在功率半导体市场的领导地位。英飞凌将在马来西亚居林工厂建造第三个厂区,新厂区预计在2024年夏季进行设备安装,首批晶圆将于2024年下半年开始出货。

英飞凌目前有2座300MM(12英寸)晶圆厂,一个在德国德累斯顿,一个在奥地利菲拉赫。其中菲拉赫是英飞凌的功率半导体专业中心,使英飞凌能够服务于电动汽车、数据中心以及太阳能和风能中不断增长的功率半导体市场,并将为英飞凌带来每年约20亿欧元的额外销售潜力。

英飞凌两个300MM晶圆厂都基于相同的标准化生产和数字化概念。凭借虚拟超级工厂,英飞凌在300MM制造领域树立了新标杆。这使得进一步提高资源和能源效率成为可能。

此外,英飞凌还将持续为其第三代半导体业务注资,计划在未来几年把奥地利菲拉赫的6英寸、8英寸硅基半导体生产线改造为第三代半导体生产线。据透露,英飞凌计划到本世纪20年代中期,将碳化硅功率半导体的销售额提升至10亿美元。

安森美:聚焦300MM晶圆产能

据财报信息,2022财年第一季度,安森美预计资本支出约为1.5-1.7亿美元,主要用于扩产12寸硅产线产能,以及用于在2022年将碳化硅产能扩充4倍。去年10月,安森美以约26.87亿人民币正式收购SiC衬底厂商GTAT。据安森美此前说法,2022年和2023年的SiC资本支出预计将占总收入的12%左右。

安森美在East Fishkill有一家12英寸晶圆厂,2019年安森美又收购了格芯位于纽约东菲什基尔的300MM晶圆厂FAb 10,2023年才能获得该工厂的全面运营控制权。安森美当前正在提高其East Fishkill的晶圆厂的产能。安森美表示,未来两年将加大投资力度,由6%增加到12%,其中就包括用于扩产300MM晶圆厂的产能。

2021年,安森美开始由传统IDM模式向更加灵活的FAb-LITeR模式转型,将采取更加灵活的制造路线和策略,逐渐抛弃6英寸晶圆厂,聚焦300MM晶圆产能,并将提高通用封装后端厂的灵活性。

意法半导体:投资扩产12英寸产能是主旋律

意法半导体(ST)表示,2021年资本支出达到约21亿美元,其中14亿美元将投入全球产能扩建,7亿美元将用于战略计划,包括在建的意大利AgRate 300MM晶圆新厂、意大利Catania的碳化硅工厂和法国TouRs的氮化镓工厂。据悉,ST将在未来4年内大幅提高晶圆产能,计划在2020年至2025年期间将欧洲工厂300MM整体产能提高一倍。

ST还有一个300MM晶圆厂CRolles,主要负责投产28纳米传统CMOS制程和28纳米FD-SOI制程技术。

此外,ST也在继续投资扩建在意大利Catania和新加坡的SiC产能,以及投资供应链的垂直化整合。计划到2024年将SiC晶圆产能提高到2017年的10倍,以支持众多汽车和工业客户的业务增长计划。

综合来看,12英寸产线是欧美大厂接下来的布局重心,以此来进一步提升资源和产能效率。在第三代半导体方面,由于市场需求的快速爆发,预计在未来一到两年碳化硅市场供应链仍会处于供需失衡的状态。因此,也有了上述以及更多的半导体公司积极布局第三代半导体研发、推广新产品以及扩产的行为,释放出强化竞争优势以抢夺日渐增长的市场份额的信号。

日本功率半导体“日渐式微”?

面对欧美大厂的进击,日本功率半导体企业也正在迅速加大布局力度,试图挽救市场地位被逐渐压缩的现实窘境。

三菱电机

2021年11月,三菱电机宣布将在未来五年内向功率半导体业务投资1300亿日元,计划在福山工厂新建一条8英寸(200MM)和12英寸(300MM)晶圆生产线,并计划到2025年将其产能比2020年翻一番。8英寸生产线计划于2022年春季开始量产,12英寸线的量产目标是2024年。

值得一提的是,三菱电机已经在意大利米兰附近建成了一座专用于功率和模拟半导体的300MM晶圆工厂,预计将于2022年下半年投产。

三菱电机同时还在加强对SiC的布局,它具有从大型电动汽车扩展到中型电动汽车的潜力。除了将独特的制造工艺应用于沟槽MOSFET以进一步提高性能和生产力之外,还考虑制造8英寸Si晶圆。

三菱电机功率器件业务2025年销售额计划超过2400亿日元,营业利润率10%以上。为实现目标,三菱电机将重点关注增长预期较高的汽车领域和公司市场占有率较高的消费领域,两个领域按领域销售的比例将从2020年的50%提升到到2025年的65%。

富士电机

在产能方面,富士电机目前没有300MM晶圆厂的增产计划,专注于200MM的增产。2021年8月,富士电机宣布计划追加投资400亿日元扩充功率半导体产能。其中,大约250亿日元会投入公司在马来西亚的晶圆厂,生产8英寸硅晶圆,改善生产效率。马来西亚厂预定2023会计年度开始生产功率半导体。其余150亿日元则会分配到包括日本松本厂在内的其他地方。

此外,富士电机还曾表示,在电动汽车和可再生能源需求增加的背景下,决定将功率半导体的资本支出增加到1900亿日元。富士电机表示,它不追逐市场份额,而是严格控制其资本投资。据日经报道,富士电机正准备开发一个300MM的产线,但没有详细说明时间框架。

2022年1月,富士电机表示将增产功率半导体生产基地富士电机津轻半导体的SiC产能,计划在截至2025年3月的财政年度开始量产。

东芝

今年2月,东芝宣布将在日本石川县的主要分立器件生产基地打造一座新的12英寸晶圆制造设施,该晶圆制造工厂的建造将分两个阶段进行,第一阶段生产计划将于2024财年内启动。当第一阶段产能满负荷时,东芝的功率半导体产能将达到2021年度的2.5倍。

截至目前,东芝通过提高8英寸芯片生产线产能并将12英寸芯片制造设施生产线投产时间自2023年度上半年提前至2022年度下半年,满足持续扩张需求。其产能扩张将不仅涵盖由硅片制成的功率器件,还包括以碳化硅和氮化镓为晶圆的下一代芯片。

瑞萨电子

5月17日,瑞萨电子宣布将对其位于日本甲府市的甲府工厂进行价值900亿日元的投资。该工厂于2014年10月关闭,但瑞萨电子计划在2024年重新开放该工厂,该工厂此前经营150MM和200MM晶圆制造线。为了提高产能,瑞萨决定利用工厂的剩余建筑,将其恢复为专用于功率半导体的300MM晶圆厂。

罗姆

2021年5月,罗姆提出要抢占全球30% SiC市场的目标。为了满足日益扩大的SiC产品需求,罗姆相继加大投资力度,在日本阿波罗筑后和宫崎新工厂将于2022年投入运营,计划器件产能提高5倍以上;此外,罗姆还将把在马来西亚的半导体工厂产能扩大到1.5倍,计划到2023年8月建成。

除此之外,罗姆于2022年1月开始着手建设新厂房,投资额为82亿日元,计划到2023年8月建成。罗姆将增产占全球份额过半的“绝缘栅驱动器”,这是用于驱动功率半导体的大规模集成电路。…

国内企业“乘胜追击”

除了欧美厂商的“压迫”,日本功率半导体产业还面临着来自中国企业的冲击。

虽然在上文榜单中仅有安世半导体一家中国企业入选,但其他众多厂商的快速布局以及下游巨大的市场加持,使得中国功率半导体厂商成为一股不可忽视的力量。

安世半导体曾为荷兰企业,于2019年被闻泰科技收购。据了解,安世半导体是全球分立器件IDM龙头厂商之一,在中国功率分立器件公司中排名第一,其产品线中二极管晶体管产品居于全球排名第一,标