“新基建”的激勵之下，市場對電力電子設(shè)備的需求越來越強烈，這為功率半導體器件行業(yè)的發(fā)展添了一把火。在功率半導體領(lǐng)域深耕多年的華微電子，也攜帶自身優(yōu)勢，率先入局新基建賽道，助推行業(yè)發(fā)展。
在過去的半個多世紀中，華微電子持續(xù)突破諸多關(guān)鍵技術(shù)，加速推動功率半導體器件的國產(chǎn)化替代，助力我國工業(yè)強基與民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為具有國際競爭力的功率半導體企業(yè)。
現(xiàn)如今，華微電子厚積薄發(fā)，在國內(nèi)功率半導體器件市場低端產(chǎn)品競爭加劇且中高端產(chǎn)品大量依賴進口的形勢下，華微電子也加快高端產(chǎn)品的推廣和研發(fā)布局，從2016 年開始，華微電子便開始規(guī)劃生產(chǎn)高性能功率器件，包括超結(jié)MOSFET、CCTMOSFET、Trench FS IGBT、超高壓快恢復二極管、Trench肖特基產(chǎn)品和大功率IGBT模塊等。
未來幾年，隨著新能源汽車、5G通信等新興產(chǎn)業(yè)日益崛起，功率半導體市場需求勢必會持續(xù)增長，而作為國內(nèi)主要功率半導體生產(chǎn)商之一的華微電子，其具有全系列的功率半導體器件門類，隨著國內(nèi)功率半導體器件市場保持快速且穩(wěn)定的增長，華微電子也將迎來發(fā)展的快車道。
替代進口的有力競爭者
作為全球汽車和工業(yè)大國，中國是全球最大的功率半導體器件市場。然而，在經(jīng)濟的快速發(fā)展中，國外在極力阻止中國的崛起特別是美國對中國高科技技術(shù)發(fā)展制造了障礙，中興、華為事件給我國功率半導體行業(yè)的發(fā)展敲響了警鐘，目前中國功率半導體市場被美國、歐洲和日本品牌掌控，在國內(nèi)市場占有絕對的優(yōu)勢，市場占有率60%以上。
華微電子自成立以來，一直致力于建設(shè)芯片制造能力，擴大生產(chǎn)線規(guī)模及提高芯片交付能力，目前擁有4英寸、5英寸與6英寸功率半導體芯片生產(chǎn)線，加工能力為每年400萬片，在建8英寸生產(chǎn)線，設(shè)計產(chǎn)能96萬片/年，具有單管封裝資源為24億只/年，IPM模塊封裝1800萬塊/年。
經(jīng)歷了半個多世紀的技術(shù)積累，華微電子在終端設(shè)計、工藝制造和產(chǎn)品設(shè)計方面擁有了多項專利及工藝訣竅，尤其在IGBT薄片工藝、Trench工藝、壽命控制和終端設(shè)計技術(shù)等方面擁有獨特的核心技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先，國際同行業(yè)先進水平。其中，IGBT產(chǎn)品五大關(guān)鍵技術(shù)，包括薄片制造技術(shù)、透明集電極IGBT制造技術(shù)、縱向和橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、背面注入及激活和硅片測試技術(shù)均已攻破難關(guān)，研發(fā)完成600V-650V，1200V-1350V的IGBT產(chǎn)品，產(chǎn)品采用國際主流的Trench-FS技術(shù)，主要應(yīng)用在新能源電動汽車、變頻家電和電磁爐等領(lǐng)域。Trench MOS先后經(jīng)歷了幾代產(chǎn)品開發(fā)后，成功解決了深Trench刻蝕技術(shù)、阻擋層金屬化淀積技術(shù)、W回刻技術(shù)等，已經(jīng)完成了30V-250V的產(chǎn)品開發(fā)。
“要實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，目前公司面臨的主要困難是客戶對國產(chǎn)半導體功率器件的接受度，主要是在新的應(yīng)用領(lǐng)域和高端應(yīng)用領(lǐng)域，需要客戶給予一定的機會和時間，給予國產(chǎn)品牌與客戶磨合的機會。”華微電子表示，當下，公司主要解決的問題是，在產(chǎn)品應(yīng)用方面加強與客戶的交流和改進，同時根據(jù)客戶的實際應(yīng)用需求開發(fā)更加契合應(yīng)用場景的定制化產(chǎn)品。而這也逐漸在實現(xiàn)，華微電子的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費類電子、汽車電子、電力電子、工業(yè)控制與LED照明等領(lǐng)域，并不斷在新能源汽車、光伏逆變、軌道交通等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域快速拓展，是飛利浦、松下、日立、海信、創(chuàng)維、長虹等國內(nèi)外知名企業(yè)的配套供應(yīng)商。
向高端細分領(lǐng)域邁進
在國內(nèi)功率半導體器件市場低端產(chǎn)品競爭加劇且中高端產(chǎn)品大量依賴進口的形勢下，華微電子也加快高端產(chǎn)品的推廣和研發(fā)布局，在工業(yè)、汽車電子、5G、充電樁等領(lǐng)域產(chǎn)品的應(yīng)用，已經(jīng)取得一定的效果，并獲得了國內(nèi)知名企業(yè)的認可。
談及未來的發(fā)展，華微電子表示將繼續(xù)以公司傳統(tǒng)的功率半導體芯片制造為核心，繼續(xù)做大做強芯片制造能力，縱向發(fā)展建立8英寸芯片生產(chǎn)線，實現(xiàn)高端VDMOS、IGBT器件制造，滿足快速增長的市場需要，橫向擴展建立硅外延生產(chǎn)線，保證材料安全供應(yīng)，建立封裝測試生產(chǎn)線，重點建設(shè)模塊生產(chǎn)線，向高壓大功率方向發(fā)展，打造功率半導體產(chǎn)業(yè)制造基地，完善功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈，加速功率半導體國產(chǎn)化進程。
“華微電子會繼續(xù)發(fā)展自主研發(fā)、平臺建設(shè)的IDM優(yōu)勢，不斷升級硅基功率器件的性能和品質(zhì)。公司具有IGBT、MOSFET、二極管、可控硅和BJT等全功率器件工藝平臺，包括單管、IPM及PM等各類封裝形式的產(chǎn)品，未來公司仍會把功率半導體作為主要的技術(shù)發(fā)展方向，結(jié)合公司市場領(lǐng)域，逐步建立配套的驅(qū)動IC生產(chǎn)線。”華微電子表示，在中低壓MOSFET上，公司將進一步升級現(xiàn)有技術(shù)平臺，不久將會推出第二代CCT MOSFET，以100V產(chǎn)品為例，單位面積導通電阻達到40毫歐。完善產(chǎn)品電壓等級，建立起從10V~250V產(chǎn)品的全系列的電壓平臺，除了在消費類領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用外，拓展到服務(wù)器電源、5G、工業(yè)、人工智能和汽車電子。
對于高壓MOSFET，今年年底會推出第二代超結(jié)MOSFET產(chǎn)品，進一步提升該系列產(chǎn)品的耐用性和效率，應(yīng)用于充電樁和基站電源。在未來2~3年我們會繼續(xù)提升超結(jié)MOS平臺，采用多層外延結(jié)構(gòu)，開發(fā)第三代超結(jié)MOS平臺，達到與國際品牌一致的性能，產(chǎn)品系列涵蓋了500V-900V，4A-72A全系列，能滿足各個領(lǐng)域的產(chǎn)品需求。
“FRD二極管和IGBT一直是我們的核心產(chǎn)品，在未來2~3年，我們將致力于開發(fā)用于軌道交通和電網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)需求的超高壓產(chǎn)品系列，電壓涵蓋1700V~6500V。”華微電子還表示，Trench肖特基方面，公司已完成45V、60V、100V產(chǎn)品Trench SBD平臺建設(shè)，正在開發(fā)80V、150V產(chǎn)品平臺，具備勢壘高度可調(diào)技術(shù)，可滿足客戶對于使用效率的更高需求，比平面產(chǎn)品具有更高的可靠性能力，應(yīng)用在光伏領(lǐng)域和電源領(lǐng)域。此外，華微電子積極布局GaN和SiC器件，研發(fā)和生產(chǎn)增強型GaNHEMT，先在快充領(lǐng)域做GaN器件和應(yīng)用方案，然后過渡到工業(yè)和通信電源領(lǐng)域；對于SiC器件，目前已經(jīng)研發(fā)出了650V SBD二極管產(chǎn)品，將進一步拓展到1200V二極管和SiC MOSFET，主要應(yīng)用于新能源汽車及充電樁。
市場紅利漸釋放
近幾年來，中國功率半導體器件在工業(yè)控制、汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通訊等多領(lǐng)域應(yīng)用帶動下，需求持續(xù)上漲，中國功率半導體器件市場保持快速且穩(wěn)定的增長。
“受新冠肺炎疫情影響，2020年功率半導體市場將會面臨一定幅度的回落，之后將迎來快速復蘇，預計到 2022年，中國功率半導體市場規(guī)模將達到 1960 億元，2019~2022年年均復合增長率將會達到3.7%。”華微電子認為，未來幾年，國內(nèi)市場對功率半導體的需求仍然強勁。
這對華微電子來說，公司利潤持續(xù)穩(wěn)定增長已經(jīng)有跡可循，公司具有全系列的功率半導體器件門類，隨著市場需求的增長，公司也將會迎來發(fā)展的快車道。
而從細分市場結(jié)構(gòu)來看，工業(yè)控制、汽車和網(wǎng)絡(luò)通信，需求將大幅增長，其中 MOSFET和IGBT 成為最大受益產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)預計，2022年，MOSFET和IGBT 的市場份額合計占比超過30%，其MOSFET復合增長率為5.4%，至2022年市場規(guī)模將達到365 億元；IGBT年市場規(guī)模達到251億元，復合增長率7.4%。
“ MOSFET 和IGBT 已成為最主流的功率器件之一，廣泛應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)電子、新能源汽車、充電樁、物聯(lián)網(wǎng)、光伏新能源等領(lǐng)域。”但是，高端的MOSFET和IGBT絕大部分進口，只有華微電子等少數(shù)廠商可以生產(chǎn)，目前先進的生產(chǎn)技術(shù)基本被國外廠商壟斷，全球最大的功率器件生產(chǎn)商有德國的英飛凌、美國的安森美、日本的三菱機電等。
2019 年初，華微電子計劃投資新型電力電子器件基地項目建設(shè)，本次投資主要是為了建設(shè)8英寸生產(chǎn)線，以滿足公司新型功率器件的生產(chǎn)，項目生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有IGBT、低壓Trench-MOS 、超結(jié)MOS 以及IC芯片，針對的市場是目前國內(nèi)相對空白的高低功率半導體市場，產(chǎn)品下游市場增長迅速，進口替代空間巨大。投資項目產(chǎn)品性能和技術(shù)水平雖然與國際大廠的產(chǎn)品還略有差距，但是其主要性能已經(jīng)和國際主流公司的產(chǎn)品相當，個別參數(shù)還具有一定優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)預測，未來幾年，隨著中高端技術(shù)產(chǎn)品在市場規(guī)�；瘧�(yīng)用，新產(chǎn)品、新領(lǐng)域重點項目指標的達成將帶動華微電子整體業(yè)績持續(xù)穩(wěn)步增長。
