《科創(chuàng)板日報》 (上海,記者 吳凡)訊, “8吋晶圓廠產(chǎn)能緊張”已然成為當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)的共識。中信證券近期發(fā)文指出,當(dāng)前行業(yè)8吋晶圓產(chǎn)能增量已十分有限,然而隨著下游消費電子和汽車電子、工控等行業(yè)復(fù)蘇拉動MOSFET、PMIC等產(chǎn)品需求,8吋成熟工藝需求旺盛,導(dǎo)致8吋晶圓廠產(chǎn)能吃緊,部分公司8吋晶圓已提價。
《科創(chuàng)板日報》記者獲悉,目前國內(nèi)擁有8吋產(chǎn)線的企業(yè)中既有做代工、也有IDM模式,其中科創(chuàng)板上市公司華潤微(688396.SH)是國內(nèi)半導(dǎo)體IDM龍頭企業(yè),其2條8吋線產(chǎn)能滿載,無錫的8吋線將略有擴產(chǎn),設(shè)備已就位,而位于重慶的8吋線晶圓產(chǎn)能目前已達(dá)到5.7萬片/月,公司計劃后續(xù)提升至6.2萬片/月,擴充10%左右。
另外,華潤微擁有3條6吋產(chǎn)線和一條正在建設(shè)的12吋產(chǎn)線,目前公司的6吋產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率在90%以上。而在今年7月,華潤微6吋SiC生產(chǎn)線宣布量產(chǎn),這是國內(nèi)首條實現(xiàn)商用量產(chǎn)的6吋碳化硅晶圓生產(chǎn)線,現(xiàn)階段規(guī)劃產(chǎn)能為1000片/月。
將采取靈活價格策略
據(jù)了解,華潤微的8吋產(chǎn)能主要用于生產(chǎn)功率器件(包括MOSFET、IGBT、二極管等)和功率IC,其中對于功率器件而言,產(chǎn)品的性能需要設(shè)計端和制造端進(jìn)行緊密結(jié)合,因此IDM模式具有更強的優(yōu)勢。
《科創(chuàng)板日報》記者了解到,目前華潤微擁有兩條8吋晶圓生產(chǎn)線,其中重慶8吋生產(chǎn)線主要服務(wù)于公司自有產(chǎn)品,據(jù)招股書披露,該產(chǎn)線擁有溝槽型和平面型MOS、溝槽型和平面型SBD、IGBT、GaN 功率器件等生產(chǎn)制造技術(shù),產(chǎn)品以功率器件為主。
8吋產(chǎn)線所生產(chǎn)的眾多功率器件中,MOSFET是華潤微最主要產(chǎn)品之一,同時公司是國內(nèi)營收最大、產(chǎn)品系列最全的MOSFET廠商。據(jù)了解,MOSFET是一種可以廣泛使用在模擬與數(shù)字電路的場效應(yīng)晶體管,具有高頻、驅(qū)動簡單、抗擊穿性好等特點,應(yīng)用范圍涵蓋電源管理、計算機及外設(shè)設(shè)備、汽車電子等多個領(lǐng)域。根據(jù)YOLE預(yù)測,至2024年全球MOSFET市場將達(dá)到約87億元美元。
目前華潤微可以提供-100V至1500V范圍內(nèi)低、中、高壓全系列 MOSFET 產(chǎn)品,“從下游市場看,消費電子領(lǐng)域?qū)χ械蛪篗OSFET產(chǎn)品需求更旺盛?!?br style="line-height: 150%;" />
在MOSFET產(chǎn)品的價格方面,由于當(dāng)前8吋晶圓產(chǎn)能出現(xiàn)瓶頸,導(dǎo)致國內(nèi)很多采用Fabless模式的MOSFET廠商面臨晶圓代工環(huán)節(jié)成本增加的壓力,部分MOSFET廠商亦開始上調(diào)產(chǎn)品價格,比如捷捷微電內(nèi)部人士此前向《科創(chuàng)板日報》記者表示,公司MOSFET產(chǎn)品于8月起漲價。
對于華潤微而言,與重慶8吋線基本全部是自有產(chǎn)品不同,其無錫8吋線85%左右用于外部代工,公司向《科創(chuàng)板日報》記者表示,對于MOSFET產(chǎn)品價格,公司會根據(jù)市場行情和客戶的具體情況,采取靈活機動的價格策略,而對于8吋代工產(chǎn)線則會根據(jù)市場行情的變化,針對客戶結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品線終端應(yīng)用等情況綜合考慮相應(yīng)的價格策略來改善供給緊張的情況。
布局IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈
除了MOSFET產(chǎn)品外,IGBT也是華潤微的核心產(chǎn)品。
據(jù)了解,IGBT是功率半導(dǎo)體新一代中的典型產(chǎn)品,是由雙極型三極管BJT和 MOSFET 組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率器件,在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的,被譽為“電力電子器件里的CPU”。
目前,國際IGBT大廠中8吋已成為主流生產(chǎn)線,英飛凌甚至在12吋晶圓產(chǎn)線上量產(chǎn)IGBT,國內(nèi)中車時代此前建造了中國首條8吋IGBT芯片生產(chǎn)線,但總體而言,無論是6吋還是8吋,國內(nèi)真正有能力生產(chǎn)IGBT產(chǎn)品的生產(chǎn)線還較少。
當(dāng)前國內(nèi)能做IGBT芯片的廠商主要有兩類,一類是華潤微、比亞迪、士蘭微、中車時代等IDM廠商,另一類是斯達(dá)半導(dǎo)體、上海陸芯等芯片設(shè)計公司,芯片交由中芯國際、華虹宏力等代加工廠生產(chǎn)。
《科創(chuàng)板日報》記者從華潤微方面獲悉,其IGBT打造全產(chǎn)業(yè)鏈,即產(chǎn)品自主研發(fā),具有自己的研發(fā)團(tuán)隊、晶圓制造工藝和自己的銷售團(tuán)隊,目前華潤微的IGBT產(chǎn)品已經(jīng)逐漸從6吋線轉(zhuǎn)移到8吋線上進(jìn)行生產(chǎn)。
值得注意的是,從供給端看,目前IGBT市場主要被英飛凌、安森美等國際大廠所壟斷,但受疫情的影響,原本采用進(jìn)口IGBT的廠商因為供貨不足,逐漸將目光投向國內(nèi)供應(yīng)商;在需求端,IGBT是電動車核心零部件之一,新能源汽車產(chǎn)銷的大增也拉動著IGBT模塊需求。
從華潤微公開資料獲悉,今年前三季度,其IGBT營收較去年同期維持高速增長,毛利率較去年同期也有提升。目前公司IGBT產(chǎn)品電壓范圍覆蓋600V-3300V,產(chǎn)品主要應(yīng)用在家電及工控領(lǐng)域,公司也在積極往汽車電子領(lǐng)域切入,“公司IGBT也在同步研發(fā)1700V、3300V等高功率產(chǎn)品。同時,IGBT產(chǎn)品從單管向模塊方面轉(zhuǎn)型”。
雖然IGBT當(dāng)前國產(chǎn)替代空間巨大,但華潤微直面IGBT產(chǎn)品與國際大廠的差距,“在技術(shù)能力、工藝積累、產(chǎn)品線豐富程度、企業(yè)規(guī)模、品牌知名度等各方面與英飛凌、安森美等國際知名企業(yè)相比尚存在一定差距。面對激烈的市場競爭,公司仍需進(jìn)一步加大科研投入,提高自主創(chuàng)新能力,豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與競爭力。”
SiC 6吋產(chǎn)線的三大特點
華潤微擁有3條6吋產(chǎn)線,主要生產(chǎn)產(chǎn)品為雙極、MOS、肖特基等功率半導(dǎo)體,以及MEMS等智能傳感器。截至2020年6月,華潤微6吋晶圓產(chǎn)能247萬片/年,其中50%是自用,50%代工。
隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,目前已經(jīng)發(fā)展形成了第三代半導(dǎo)體材料,其中最為重要的就是SiC和GaN。而SiC因具有高臨界磁場、高電子飽和速度與極高熱導(dǎo)率等特點,將會取代Si作為大部分功率器件的材料(不會完全替代,因為數(shù)字芯片并不適合采用SiC對Si進(jìn)行替代)。
今年7月,華潤微6吋SiC生產(chǎn)線目前已開始量產(chǎn),據(jù)了解,這是國內(nèi)首條實現(xiàn)商用量產(chǎn)的6吋碳化硅晶圓生產(chǎn)線,目前規(guī)劃產(chǎn)能1000片/月,產(chǎn)品目標(biāo)應(yīng)用主要在太陽能逆變器、通訊電源、服務(wù)器、儲能設(shè)備等領(lǐng)域。
據(jù)《科創(chuàng)板日報》記者了解,公司SiC 6吋專用生產(chǎn)線有三大特點:第一,用較低的成本完成技術(shù)積累;第二,用較少的投資完成生產(chǎn)線建設(shè),利用Si基半導(dǎo)體豐富的工作經(jīng)驗,購置專用設(shè)備使生產(chǎn)線落成;第三,利用與高校開展產(chǎn)學(xué)研合作的模式,推進(jìn)科研成果產(chǎn)業(yè)化。
值得注意的是,國際上600~1700V SiC SBD、MOSFET已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,而從產(chǎn)線來講,國內(nèi)還是以4吋線為主,部分企業(yè)4吋+6吋,4吋做二極管沒有問題,但做MOS器件是技術(shù)要求上達(dá)不到。
此外,雖然SiC MOSFET具有優(yōu)異性能,當(dāng)前仍有三大因素制約著產(chǎn)業(yè)鏈上下的同步發(fā)展。
其一是SiC基板的開發(fā)全流程:設(shè)備/工藝/處理/切割等。因為SiC基板與傳統(tǒng)的硅晶錠有很大不同,從設(shè)備、工藝、處理到切割的一切都需要進(jìn)行全新開發(fā),因此SiC基板是國內(nèi)公司都在著力解決的瓶頸之一。
其二是低良率/出貨量導(dǎo)致成本居高不下:相對于硅材料器件而言,碳化硅器件是比較新的產(chǎn)品,因為產(chǎn)量和產(chǎn)能原因,所以價格相對較高,這是其在商用化道路中主要阻力之一。
其三是晶圓材料,即可能存在品質(zhì)參差不齊、供應(yīng)時有風(fēng)險,過去的兩三年里,晶圓供應(yīng)短缺一直是制約SiC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的較大瓶頸之一。
由于SiC主要應(yīng)用在功率半導(dǎo)體上,因此IDM模式能夠確保產(chǎn)品良率、控制成本。目前在國際大廠中,意法半導(dǎo)體、英飛凌等公司也均采用的IDM模式發(fā)展第三代半導(dǎo)體。
據(jù)悉,公司基于SiC 6吋專用生產(chǎn)線生產(chǎn)的新產(chǎn)品SiC MOSFET預(yù)計今年出樣品,明年推向市場,未來的重點發(fā)展方向是工控及汽車電子領(lǐng)域。
同時,華潤微正在布局碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈,“公司SiC二極管在客戶送樣階段,市場對于新產(chǎn)品有一個接受的過程,目前還沒有大規(guī)模起量,未來將視市場的需求情況考慮是否擴產(chǎn)”。
定增封測業(yè)務(wù)配套重慶8吋、12吋產(chǎn)線
由于當(dāng)前半導(dǎo)體產(chǎn)能全線吃緊,不僅前段晶圓代工產(chǎn)能供不應(yīng)求,后段封測產(chǎn)能同樣出現(xiàn)嚴(yán)重缺貨的情況,受此影響,近期封測巨頭日月光半導(dǎo)體就發(fā)布了通知,2021年第一季度封測單價調(diào)漲5%至10%。
據(jù)華潤微招股書(注冊稿)披露,公司在無錫和深圳擁有半導(dǎo)體封裝測試生產(chǎn)線,年封裝能力約為62億顆。但同時公司目前約90%的功率器件封測采用外包的形式。
《科創(chuàng)板日報》記者了解到,相比于外包,自有封裝的成本要更低,且未來功率半導(dǎo)體會利用封裝技術(shù)來提升產(chǎn)品的性能,從而提升產(chǎn)品盈利水平。
今年10月,華潤微發(fā)布定增預(yù)案,擬募資不超過50億元用于華潤微半導(dǎo)體封測基地項目和補充流動資金,其中公司計劃在重慶西永微電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)新建功率半導(dǎo)體封測基地,主要用于封裝測試標(biāo)準(zhǔn)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品、先進(jìn)面板級功率產(chǎn)品、特色功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。未來,將會整合公司現(xiàn)有封裝測試環(huán)節(jié)資源,一方面通過先進(jìn)的封測基地建設(shè)提高現(xiàn)有產(chǎn)能,滿足日益增長的市場需求;另一方面助力公司在功率器件半導(dǎo)體封裝測試這一后道制造領(lǐng)域的工藝提升,增強公司產(chǎn)品及服務(wù)的創(chuàng)新能力與技術(shù)水平。
長城證券鄒蘭蘭認(rèn)為,半導(dǎo)體封裝環(huán)節(jié)為代工環(huán)節(jié)下游,直接受益代工環(huán)節(jié)產(chǎn)能緊張。隨著代工產(chǎn)能擴張,封測行業(yè)將迎來進(jìn)一步擴容。
據(jù)悉,目前多家封測公司正在加碼封測產(chǎn)能,與此同時,亦有部分芯片設(shè)計公司也在自建封測產(chǎn)線,如國產(chǎn)CMOS芯片商格科微就正在自建COM封測產(chǎn)線和部分測試產(chǎn)線。
創(chuàng)道投資咨詢執(zhí)行董事步日欣此前表示,芯片設(shè)計公司自建封裝測試產(chǎn)線,不是一個特別普遍現(xiàn)象,一般情況下,自建封裝產(chǎn)線是為了實現(xiàn)產(chǎn)能保證,防止在產(chǎn)能不足情況下出現(xiàn)產(chǎn)品斷貨。
專業(yè)代工模式對標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、用途單一、用量大的產(chǎn)品具有規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)勢,但在需要多品種、小批量生產(chǎn)的模擬IC、MEMS等行業(yè),自建封測生產(chǎn)線顯然會成為主流模式,“公司將圍繞在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的核心優(yōu)勢,滿足功率半導(dǎo)體封測領(lǐng)域不斷增長的需求”。