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由于全球?qū)τ诠?jié)能減碳的需求愈發(fā)迫切，且新能源、電動汽車、儲能和太陽能光電等領(lǐng)域強勁發(fā)展，功率半導(dǎo)體被認為是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起的可能突破口之一，相關(guān)供應(yīng)商近年來紛紛投入大量資金進行布局，相關(guān)計劃也陸續(xù)傳出進度更新的消息。
近日，作為中國功率半導(dǎo)體業(yè)界龍頭之一的華潤微電子宣布，重慶12英寸晶圓制造產(chǎn)線，以及先進功率封裝測試基地等兩大建設(shè)計劃，均已建成投產(chǎn)，標(biāo)志著華潤微車用功率裝置產(chǎn)業(yè)基地已初步成形，將持續(xù)支持產(chǎn)品應(yīng)用升級，進一步完善在車用功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局。
其中，重慶12英寸晶圓產(chǎn)線建設(shè)計劃，由華潤微、大基金二期與重慶西永微電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)等，共同投資人民幣75.5億元；建成以后，中高階功率半導(dǎo)體12英寸晶圓月產(chǎn)能預(yù)計達到3萬～3.5萬片。此外還配套建設(shè)12英寸外延及薄片制程產(chǎn)能。
另一方面，同樣位于重慶的華潤微先進功率封裝測試基地計劃，則致力打造制程全面、技術(shù)先進、規(guī)模領(lǐng)先，且聚焦于汽車電子和工業(yè)控制市場的功率半導(dǎo)體專用封測工廠，其中涵蓋模塊級、晶圓級、架構(gòu)級、面板級多條封裝測試產(chǎn)線。這項建設(shè)于2021年11月正式開工；2022年12月22日，首顆中低壓SGT功率裝置PDFN 3.3產(chǎn)品順利生產(chǎn)出來，良率達到99.5%，各項指標(biāo)滿足產(chǎn)品規(guī)范。
功率半導(dǎo)體起飛，制程向12英寸拓展
由于中國已經(jīng)成為全球最大的電動汽車市場，未來功率半導(dǎo)體有望保持平穩(wěn)成長態(tài)勢。Omdia預(yù)測，2022～2027年中國年均復(fù)合成長率大約4.5%，超過全球功率半導(dǎo)體市場成長速度； 至2027年，中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模，預(yù)期可達到238億美元。
面對發(fā)展?jié)摿薮蟮墓β拾雽?dǎo)體市場，英飛凌（Infineon）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、WolfSpeed等國際大廠，紛紛下場搶占先機。根據(jù)Omdia公布的2021年功率半導(dǎo)體市場前十大廠商銷售額排名，英飛凌排名第一，安森美（Onsemi）排名第二，意法半導(dǎo)體排名第三，中國則只有聞泰科技旗下安世半導(dǎo)體（Nexperia）上榜，排名第八。在裝置方面，由意法半導(dǎo)體、英飛凌等設(shè)計生產(chǎn)的SiC MOSFET，已經(jīng)大量應(yīng)用于Tesla、現(xiàn)代汽車（Hyundai Motor）等車廠的產(chǎn)品，而中國廠商有斯達半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等，尚處于少量供應(yīng)階段。
盡管中國還處于弱勢，但對于功率半導(dǎo)體這個被視為中國最有希望快速實現(xiàn)國產(chǎn)化的領(lǐng)域，中國半導(dǎo)體廠商還是豪擲千金“下注”不手軟，開工進度也正跑出“加速度”。例如，華潤微表示，位于無錫和重慶的產(chǎn)線，都有資本支出規(guī)劃，產(chǎn)能會進一步提升。另外，中車時代功率半導(dǎo)體裝置核心制造產(chǎn)業(yè)園建設(shè)計劃，則已于2022年10月28日開工，總投資額逾人民幣52億元，預(yù)期新增8英寸中低壓組件基材年產(chǎn)能36萬片，產(chǎn)品目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域包括新能源發(fā)電及工控、家電。
士蘭微以人民幣30億元，透過控股子公司成都士蘭投資年產(chǎn)720萬塊汽車級功率模組封裝建設(shè)計劃，還經(jīng)由士蘭明鎵于2022年7月正式啟動化合物半導(dǎo)體第二期建設(shè)計劃，計劃投資人民幣15億元，建設(shè)一條6英寸SiC功率裝置晶圓產(chǎn)線，年產(chǎn)能預(yù)計達到14.4萬片。接著在2022年10月，士蘭微擬募資不超過人民幣65億元，投入年產(chǎn)36萬片12英寸晶圓產(chǎn)線、SiC功率裝置產(chǎn)線、汽車半導(dǎo)體封裝（一期）等。
隨著功率裝置應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴大，晶圓制程也正在不斷向12英寸拓展當(dāng)中； 功率裝置龍頭廠商紛紛布局12英寸產(chǎn)線，生產(chǎn)使用量較大的中低壓功率裝置。目前在12英寸晶圓制造方面，除了上述的重慶產(chǎn)線建設(shè)計劃以外，華潤微還擁有深圳產(chǎn)線建設(shè)計劃，主要聚焦于40納米以上模擬特殊制程，一期總投資額人民幣220億元，已于2022年10月29日開工，預(yù)期年產(chǎn)能48萬片，產(chǎn)品將投入汽車電子、新能源、工業(yè)控制、消費電子等應(yīng)用。
背后有聞泰科技與安世半導(dǎo)體技術(shù)支持的鼎泰匠芯，旗下12英寸車用功率半導(dǎo)體自動化晶圓制造中心建設(shè)計劃，也已經(jīng)于2021年1月正式啟動，同年7月開工。2022年11月18日，鼎泰匠芯舉行無塵室交付儀式，首臺ASML微影設(shè)備搬入，這意味著即將進入試投產(chǎn)階段。這是中國第一座12英寸車用功率半導(dǎo)體自動化晶圓制造中心，預(yù)計月產(chǎn)能可達4.5萬片，主要生產(chǎn)MOSFET、GaN FET、SiC FET等功率裝置。
展望2030年以后，為了順應(yīng)零碳與環(huán)保節(jié)能的概念成為全球產(chǎn)業(yè)共識，被視為排碳大戶的電力、工業(yè)與交通等產(chǎn)業(yè)，預(yù)期會在新的需求下，主導(dǎo)接下來電力電子產(chǎn)業(yè)的革新； 未來功率元件材料包括硅、GaN、SiC及第四類半導(dǎo)體氧化鎵等，也都將朝向永續(xù)目標(biāo)發(fā)展。
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