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公司動態

華微電子向高端功率半導體細分領域邁進

2020/11/2 | 來自:人力資源

       

      在半導體領域,功率器件的總體表現一向以平穩著稱,然而近段時期產業熱度卻在迅速提高,相關投資擴建的消息不斷涌現。這與市場需求的迅速增長密切相關。
     “新基建”的激勵之下,市場對電力電子設備的需求越來越強烈,這為功率半導體器件行業的發展添了一把火。在功率半導體領域深耕多年的華微電子,也攜帶自身優勢,率先入局新基建賽道,助推行業發展。
     在過去的半個多世紀中,華微電子持續突破諸多關鍵技術,加速推動功率半導體器件的國產化替代,助力我國工業強基與民族產業發展,成為具有國際競爭力的功率半導體企業。
     現如今,華微電子厚積薄發,在國內功率半導體器件市場低端產品競爭加劇且中高端產品大量依賴進口的形勢下,華微電子也加快高端產品的推廣和研發布局,從2016年開始,華微電子便開始規劃生產高性能功率器件,包括超結MOSFET、 CCTMOSFET、Trench FS IGBT、超高壓快恢復二極管、Trench肖特基產品和大功率IGBT模塊等。
     未來幾年,隨著新能源汽車、5G通信等新興產業日益崛起,功率半導體市場需求勢必會持續增長,而作為國內主要功率半導體生產商之一的華微電子,其具有全系列的功率半導體器件門類,隨著國內功率半導體器件市場保持快速且穩定的增長,華微電子也將迎來發展的快車道。


替代進口的有力競爭者


     作為全球汽車和工業大國,中國是全球最大的功率半導體器件市場。然而,在經濟的快速發展中,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發展制造了障礙,中興、華為事件給我國功率半導體行業的發展敲響了警鐘,目前中國功率半導體市場被美國、歐洲和日本品牌掌控,在國內市場占有絕對的優勢,市場占有率60%以上。
     華微電子自成立以來,一直致力于建設芯片制造能力,擴大生產線規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線,加工能力為每年400萬片,在建8英寸生產線,設計產能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。
     經歷了半個多世紀的技術積累,華微電子在終端設計、工藝制造和產品設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、壽命控制和終端設計技術等方面擁有獨特的核心技術達到國內領先,國際同行業先進水平。其中,IGBT產品五大關鍵技術,包括薄片制造技術、透明集電極IGBT制造技術、縱向和橫向結構設計技術、背面注入及激活和硅片測試技術均已攻破難關,研發完成600V-650V,1200V-1350V的IGBT產品,產品采用國際主流的Trench-FS技術,主要應用在新能源電動汽車、變頻家電和電磁爐等領域。TrenchMOS先后經歷了幾代產品開發后,成功解決了深Trench刻蝕技術、阻擋層金屬化淀積技術、W回刻技術等,已經完成了30V-250V的產品開發。

     “要實現國產化替代,目前公司面臨的主要困難是客戶對國產半導體功率器件的接受度,主要是在新的應用領域和高端應用領域,需要客戶給予一定的機會和時間,給予國產品牌與客戶磨合的機會?!比A微電子表示,當下,公司主要解決的問題是,在產品應用方面加強與客戶的交流和改進,同時根據客戶的實際應用需求開發更加契合應用場景的定制化產品。而這也逐漸在實現,華微電子的產品廣泛應用于消費類電子、汽車電子、電力電子、工業控制與LED照明等領域,并不斷在新能源汽車、光伏逆變、軌道交通等戰略性新興領域快速拓展,是飛利浦、松下、日立、海信、創維、長虹等國內外知名企業的配套供應商。


向高端細分領域邁進


     在國內功率半導體器件市場低端產品競爭加劇且中高端產品大量依賴進口的形勢下,華微電子也加快高端產品的推廣和研發布局,在工業、汽車電子、5G、充電樁等領域產品的應用,已經取得一定的效果,并獲得了國內知名企業的認可。
     談及未來的發展,華微電子表示將繼續以公司傳統的功率半導體芯片制造為核心,繼續做大做強芯片制造能力,縱向發展建立8英寸芯片生產線,實現高端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線,保證材料安全供應,建立封裝測試生產線,重點建設模塊生產線,向高壓大功率方向發展,打造功率半導體產業制造基地,完善功率半導體產業鏈,加速功率半導體國產化進程。
     “華微電子會繼續發展自主研發、平臺建設的IDM優勢,不斷升級硅基功率器件的性能和品質。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品,未來公司仍會把功率半導體作為主要的技術發展方向,結合公司市場領域,逐步建立配套的驅動IC生產線。”華微電子表示,在中低壓MOSFET上,公司將進一步升級現有技術平臺,不久將會推出第二代CCT MOSFET,以100V產品為例,單位面積導通電阻達到40毫歐。完善產品電壓等級,建立起從10V~250V產品的全系列的電壓平臺,除了在消費類領域內應用外,拓展到服務器電源、5G、工業、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MOSFET產品,進一步提升該系列產品的耐用性和效率,應用于充電樁和基站電源。在未來2~3年我們會繼續提升超結MOS平臺,采用多層外延結構,開發第三代超結MOS平臺,達到與國際品牌一致的性能,產品系列涵蓋了500V-900V,4A-72A全系列,能滿足各個領域的產品需求。

     “FRD二極管和IGBT一直是我們的核心產品,在未來2~3年,我們將致力于開發用于軌道交通和電網領域內需求的超高壓產品系列,電壓涵蓋1700V~6500V?!比A微電子還表示,Trench肖特基方面,公司已完成45V、60V、100V產品Trench SBD平臺建設,正在開發80V、150V產品平臺,具備勢壘高度可調技術,可滿足客戶對于使用效率的更高需求,比平面產品具有更高的可靠性能力,應用在光伏領域和電源領域。此外,華微電子積極布局GaN和SiC器件,研發和生產增強型GaNHEMT,先在快充領域做GaN器件和應用方案,然后過渡到工業和通信電源領域;對于SiC器件,目前已經研發出了650V SBD二極管產品,將進一步拓展到1200V二極管和SiC MOSFET,主要應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控制、汽車電子、網絡通訊等多領域應用帶動下,需求持續上漲,中國功率半導體器件市場保持快速且穩定的增長。
     “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模將達到1960億元,2019~2022年年均復合增長率將會達到3.7%?!比A微電子認為,未來幾年,國內市場對功率半導體的需求仍然強勁。
     這對華微電子來說,公司利潤持續穩定增長已經有跡可循,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,公司也將會迎來發展的快車道。
     而從細分市場結構來看,工業控制、汽車和網絡通信,需求將大幅增長,其中MOSFET和IGBT成為最大受益產品。業內預計,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年市場規模將達到365億元;IGBT年市場規模達到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,廣泛應用于汽車電子、工業電子、新能源汽車、充電樁、物聯網、光伏新能源等領域?!钡?,高端的MOSFET和IGBT絕大部分進口,只有華微電子等少數廠商可以生產,目前先進的生產技術基本被國外廠商壟斷,全球最大的功率器件生產商有德國的英飛凌、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,本次投資主要是為了建設8英寸生產線,以滿足公司新型功率器件的生產,項目生產的產品主要有IGBT、低壓Trench- MOS、超結MOS以及IC芯片,針對的市場是目前國內相對空白的高低功率半導體市場,產品下游市場增長迅速,進口替代空間巨大。投資項目產品性能和技術水平雖然與國際大廠的產品還略有差距,但是其主要性能已經和國際主流公司的產品相當,個別參數還具有一定優勢。業內預測,未來幾年,隨著中高端技術產品在市場規?;瘧?,新產品、新領域重點項目指標的達成將帶動華微電子整體業績持續穩步增長。

《中國經營報》記者王登海北京報道


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