功率半導(dǎo)體領(lǐng)域殺出的一匹黑馬

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2022-09-14 12:02:53 1

功率半導(dǎo)體被認為是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起的突破口。最近幾年發(fā)展下來，中國功率半導(dǎo)體供應(yīng)商已經(jīng)在當下的功率電子“生態(tài)系統(tǒng)”中扮演著重要的角色，而且發(fā)展勢頭強勁。在本土乃至全球功率半導(dǎo)體市場中，一家擁有12英寸功率半導(dǎo)體晶圓制造和封測產(chǎn)線的IDM廠商不容小覷。

功率半導(dǎo)體行業(yè)在電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要地位，主要用于電力設(shè)備的電能轉(zhuǎn)換和電路控制，是進行電能處理的核心器件。功率半導(dǎo)體細分產(chǎn)品主要有MOSFET、IGBT、BJT等，主要材料是Si和SiC等。近年來，隨著全球?qū)?jié)能減排的需求愈發(fā)迫切，功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和 4C（通信、計算機、消費電子、汽車）領(lǐng)域邁向新能源、新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多產(chǎn)業(yè)，行業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。

從2015年開始，為了推動功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，*相關(guān)部門不斷加大扶持力度。從2015 年 5 月備受關(guān)注的《中國制造 2025 規(guī)劃綱要》到2016年3月全國兩會發(fā)布的“十三五規(guī)劃”，2017年 2月出臺的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》，2021年1月29日工信部印發(fā)的《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2023 年）》，再到2021年12月中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會印發(fā)的《“十四五”*信息化規(guī)劃》中都指出了發(fā)展功率半導(dǎo)體的明確要求、支持和重要性地位。*出臺的一系列產(chǎn)業(yè)政策為我國功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的快速發(fā)展提供了充分的保障，推動了我國功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。

根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達到159億美元，到2024年有望達到190億美元。不過目前全球功率半導(dǎo)體市場格局主要由英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、富士、三菱等國外廠商主導(dǎo)，下圖是全球功率半導(dǎo)體十強的榜單，國內(nèi)僅有安世半導(dǎo)體一家入圍。總體而言，我國的功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化率仍然處于較低水平，具有廣闊的國產(chǎn)替代空間。

2021年功率半導(dǎo)體十強排名（圖源：Omdia）

發(fā)展功率半導(dǎo)體，IDM模式為王

對于功率半導(dǎo)體這樣的特色工藝產(chǎn)品來說，它不追求制程方面的*線寬，不遵循摩爾定律，不易受周期波動，而是專注于結(jié)構(gòu)和技術(shù)改進以及材料迭代。其工藝平臺繁多、產(chǎn)品種類龐雜，多種工藝平臺共存，因此差別和需求主要體現(xiàn)在制造端的工藝方面，例如SGT和IGBT對工藝的要求都較高。功率器件的形貌，參數(shù)，特殊要求的工藝技術(shù)等也都需要與制造端密切結(jié)合才能實現(xiàn)，產(chǎn)能更是王道。國際一線廠商如英飛凌和安森美等均采用IDM模式，不僅更有利于設(shè)計和制造工藝的積累，而且也能加快推出新產(chǎn)品的速度，以及產(chǎn)能的控制，從而在市場上可以獲得更強的競爭力。

重慶萬國半導(dǎo)體（以下簡稱“重慶萬國”）是功率半導(dǎo)體領(lǐng)域快速崛起的一匹黑馬，其是國內(nèi)最早開始建立12英寸功率半導(dǎo)體芯片制造及封裝測試產(chǎn)線的企業(yè)。時間撥回到2016年，彼時國內(nèi)并沒有任何一家12英寸的功率半導(dǎo)體產(chǎn)線，對于整個功率半導(dǎo)體行業(yè)而言，8英寸是主流，12英寸則頗具有挑戰(zhàn)性。重慶萬國為何要當*個吃螃蟹的人？據(jù)重慶萬國總經(jīng)理助理/對外合作總監(jiān)甘露茜博士告訴筆者，重慶萬國的誕生和產(chǎn)線的順利建成是“天時地利人和”的產(chǎn)物。

首先，重慶具有先天的區(qū)位優(yōu)勢，而且重慶的工業(yè)、汽車、筆電對功率半導(dǎo)體都有巨大市場需求，重慶市政府也希望將重慶打造成為功率半導(dǎo)體重鎮(zhèn)。于是，2016年4月，重慶政府與美國的Alpha and Omega Semiconductor合作成立了重慶萬國，計劃建設(shè)12英寸功率半導(dǎo)體芯片制造及封裝測試項目，該項目落戶于重慶兩江新區(qū)水土高新城，項目總投資10億美元，占地340畝。

選擇建設(shè)12英寸功率半導(dǎo)體產(chǎn)線是基于技術(shù)、成本和發(fā)展趨勢這幾方面的考量。從成本和效率角度來看，晶圓的面積越大，則能制作出更多的芯片，有利于攤薄單芯片的成本；從設(shè)備角度看，12英寸的晶圓線設(shè)備更先進，自動化程度更高，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量更加穩(wěn)定，有利于提升產(chǎn)品性能和一致性；12英寸產(chǎn)線主要用來制造更復(fù)雜、對性能和穩(wěn)定性要求更高的IGBT、MOSFET等功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。所以綜合考量12英寸功率半導(dǎo)體產(chǎn)線的經(jīng)濟、技術(shù)和先進性等因素，重慶萬國開始了從無到有的探索。

重慶萬國的12英寸產(chǎn)線自2017年2月動工建設(shè)，2017年11月13日，該項目主體建筑封頂；2018年下半年開始*片12英寸晶圓生產(chǎn)，用時僅20個月，重慶萬國就將生產(chǎn)出的*片晶圓片交給客戶驗證；2019年12英寸晶圓廠與封裝測試廠雙雙進入正式量產(chǎn)。這樣快的進度離不開團隊的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗積累。

重慶萬國擁有過硬的人才隊伍，無論是晶圓廠、封測廠還是市場銷售的核心人員均來自業(yè)內(nèi)*大廠，具有人均30多年的半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)驗，財務(wù)負責(zé)人亦深耕硬科技領(lǐng)域20多年，中層人員的平均工作經(jīng)驗17年有余。整個公司的人員配備都是本行業(yè)的專業(yè)人才，實現(xiàn)360度無死角*覆蓋。團隊的專業(yè)、高效和穩(wěn)定促使公司的產(chǎn)線順利建成并開始運營。

重慶萬國功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的“三大利器”

重慶萬國的12英寸功率半導(dǎo)體產(chǎn)線建設(shè)眼光長遠，步步為營，不僅為公司產(chǎn)能擴張打開空間，更為公司提升產(chǎn)品品質(zhì)、擴充產(chǎn)品品類打下堅實的基礎(chǔ)。

目前，公司具有全球前沿的電源管理及功率器件的芯片制造與封裝測試技術(shù)。其中，晶圓制造產(chǎn)線目前可以生產(chǎn)從低壓12V到高壓700V的功率半導(dǎo)體MOSFET產(chǎn)品，IGBT產(chǎn)線已于今年上半年通線，計劃本年底進入量產(chǎn)；封測產(chǎn)線已經(jīng)具備MOSFET、IGBT、Power IC、GaN、SiC等產(chǎn)品的封測能力。與此同時，重慶萬國的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)線并行，目前已開發(fā)、設(shè)計并自行完成晶圓制造與封裝測試的MOSFET與IGBT元件，成功推向市場；這些產(chǎn)品廣泛用于消費、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域。

重慶萬國半導(dǎo)體科技有限公司的銷售經(jīng)理張云山告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，基于晶圓產(chǎn)線和封測產(chǎn)線兩個產(chǎn)業(yè)鏈條的支持，重慶萬國在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域致勝的“三大利器”是性能、產(chǎn)能和品質(zhì)管控。

從產(chǎn)品性能上來看，內(nèi)阻是衡量MOSFET性能的其中一個重要參數(shù)，這樣的產(chǎn)品對工藝和品質(zhì)要求都較高。重慶萬國自研的MOSFET元件對標國際一線功率半導(dǎo)體廠商，其重點項目包括一個毫歐以內(nèi)超低內(nèi)阻的的業(yè)界天花板產(chǎn)品。該元件具有導(dǎo)通內(nèi)阻低，開關(guān)損耗小，電流短路能力強等特點。

圖注：重慶萬國MOSFET產(chǎn)品圖

在產(chǎn)能方面，重慶萬國擁有每月約一萬片12英寸晶圓制造的產(chǎn)能，以及每月近4億顆功率器件的封測產(chǎn)能。未來的規(guī)劃是，在3-5年內(nèi)形成月產(chǎn)5萬片12英寸功率半導(dǎo)體晶圓和12.5億顆封測的生產(chǎn)能力，并且擴充到更高更尖更優(yōu)的MOSFET產(chǎn)品、IGBT產(chǎn)品和規(guī)劃中BCD產(chǎn)品的應(yīng)用；在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域重慶萬國亦有布局，將對GaN/SiC等產(chǎn)品進行研發(fā)并拓展到工業(yè)、通信、汽車等重點市場的應(yīng)用。

在品質(zhì)管控方面，重慶萬國已通過四部委*集成電路企業(yè)認定及數(shù)項ISO體系認證和環(huán)保認證，其中包括汽車生產(chǎn)供應(yīng)鏈IATF16949認證。

產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定和產(chǎn)能的爬坡讓重慶萬國收獲了較好的業(yè)績回報。2021年重慶萬國實現(xiàn)營收13億元人民幣。目前已有包括蘋果、富士康、中興、三星、索尼、佳能等在內(nèi)的多家行業(yè)標桿客戶正在對重慶萬國進行驗廠。

實現(xiàn)本土化的蛻變，邁向更廣闊的市場

2019年，經(jīng)過對國內(nèi)外市場需求和政策的判斷，重慶萬國董事會達成共識，將重慶萬國建設(shè)為本土優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體IDM企業(yè)；2021年末，為了讓重慶萬國持續(xù)快速發(fā)展，公司進一步調(diào)整股權(quán)結(jié)構(gòu)，從外資控股轉(zhuǎn)向無實控人股權(quán)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)獨立化的運營，進一步獲取重慶萬國發(fā)展所需求的資源。重慶萬國也在朝著本土*的集設(shè)計、制造、封測于一體的功率半導(dǎo)體企業(yè)的方向迅速邁進。

2022年迄今，重慶萬國已獲得了京東方、湖杉資本等產(chǎn)業(yè)巨頭及專業(yè)機構(gòu)的戰(zhàn)略融資，并正式開啟了上市相關(guān)籌備，迎接更廣闊的功率半導(dǎo)體市場。

圖源：企查查

與此同時，對于功率半導(dǎo)體市場來說，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在電動汽車（EV）和電池快充市場具有相當大的發(fā)展?jié)摿?。預(yù)計第三代功率半導(dǎo)體的產(chǎn)值將從 2021 年的 9.8 億美元、增長到 2025 年的 47.1億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為48%。重慶萬國目前已經(jīng)具備了生產(chǎn)第三代半導(dǎo)體的封測能力，未來會陸續(xù)推出汽車和工業(yè)領(lǐng)域所需的低損耗和大功率等特點的碳化硅、氮化鎵等產(chǎn)品解決方案，助力中國半導(dǎo)體發(fā)展的戰(zhàn)略布局和綠色節(jié)能的市場方向。

結(jié)語

從一開始定位于IDM模式并且建立了12英寸晶圓的功率半導(dǎo)體產(chǎn)線，體現(xiàn)了重慶萬國對功率半導(dǎo)體的前瞻和堅定的布局。未來在中國這個最大的功率半導(dǎo)體市場中，重慶萬國必將持續(xù)進步、縱情馳騁。

免責(zé)聲明：本文轉(zhuǎn)載自“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”，本文僅代表作者個人觀點，不代表薩科微及行業(yè)觀點，只為轉(zhuǎn)載與分享，支持保護知識產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)載請注明原出處及作者，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。

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