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《携手斯达半导，华虹半导体车规级12英寸IGBT量产》

  • 来源专题：数控机床与工业机器人
  • 编译者： icad
  • 发布时间：2021-06-26

  • 据华虹宏力官微消息，6月24日，华虹半导体与IGBT企业斯达半导举办“华虹半导体车规级IGBT暨12英寸IGBT规模量产仪式”，并签订战略合作协议。

    双方共同宣布，携手打造的高功率车规级IGBT（绝缘栅双极型晶体管）芯片，已通过终端车企产品验证，广泛进入了动力单元等汽车应用市场。

    图片来源：华虹宏力

    据介绍，华虹半导体与斯达半导已合作多年，双方在汽车电子、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、白色家电等多个领域潜心研发生产IGBT。目前已有650V、750V、950V、1200V、1700V等多个电压的系列产品实现了批量生产，双方合作IGBT累计出货量已超过25万片等效8英寸晶圆。

    2020年华虹半导体将8英寸IGBT技术导入12英寸生产线，通过不到一年的研发在12英寸生产线上成功建立了IGBT晶圆生产工艺，产品顺利通过了客户认证，成为全球首家同时在8英寸和12英寸生产线量产先进型沟槽栅电场截止型（FS, Field Stop）IGBT的纯晶圆代工企业。

    据悉，华虹半导体“8英寸+12英寸”四个工厂均通过IATF 16949汽车质量管理体系认证。目前，华虹半导体12英寸IGBT产出已超10000片晶圆，各项电性参数均保持优异水平。

    图片来源：华虹宏力

    斯达半导一直致力于IGBT芯片设计和IGBT模块的设计、制造和测试。华虹半导体指出，斯达半导是国内唯一一家进入世界前10名的IGBT模块供应商，2020年使用其自主芯片生产的车规级IGBT模块在全球市场配套超过20万辆汽车。

    据斯达半导董事长兼总经理沈华博士介绍，由斯达半导设计、华虹半导体制造的车规级IGBT芯片已经大量应用于汽车电子领域，为国内汽车市场快速发展提供了有力的保障。

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    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-04-20
    • 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，通过利用半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换。大部分情况下，电能往往无法直接使用，需由功率半导体器件进行功率变换以后才能供设备使用。 目前，国内生产功率半导体的企业包括士兰微（600460.SH）和斯达半导（603290.SH）等。士兰微董事会秘书办人士于4月14日告诉记者，从普通的家电到高铁都会用到功率半导体，不同产品应用的功率范围不一样。目前功率半导体的主要发展趋势之一是耐压越来越大。 斯达半导在4月9日发布的2021年年报中表示，随着世界各国对节能减排的需求越来越迫切，功率半导体器件已从传统的工业控制和4C(通信、计算机、消费电子、汽车)领域迈向新能源、新能源汽车、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多产业。功率半导体的发展使得变频设备广泛的应用于日常的消费，促进了清洁能源、电力终端消费、以及终端消费电子的产品发展。 近年来，汽车产业频频传出“缺芯”的问题。而上述士兰微人士认为，汽车“缺芯”的问题存在误解。某些环节的芯片在某些时候会出现短暂的供不应求，不过这个问题被放大了。 士兰微2021年年报信息显示，该公司2021年营业收入为71.94亿元，同比增长68.07%；归属于上市公司股东的净利润为15.18亿元，同比增长2145.25%。而根据斯达半导的年报，该公司2021年营业收入约为17.07亿元，同比增长77.22%；归属于上市公司股东的净3.98亿元，同比增长120.49%。 IGBT成为代表性产品碳化硅材料快速增长 上述士兰微人士告诉记者，功率半导体的功能可以理解为主要用于调节电压电流。功率半导体应用于不同的电子器件，包括从普通的家电到高铁等。不同器件的功率范围不一样，而应用于家电的和用于高铁的属于不同的级别。 斯达半导也在年报中介绍称，功率半导体主要用于电力设备的电能变换和电路控制，是进行电能处理的核心器件，是弱电控制与强电运行间的桥梁,细分产品主要有MOSFET、IGBT、BJT等。（MOSFET：金属氧化层半导体场效晶体管，是高输入阻抗、电压控制器件；BJT：双极型晶体管，是低输入阻抗、电流控制器件；IGBT：绝缘栅双极型晶体管，是由BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件） 斯达半导表示，IGBT是目前发展最快的功率半导体器件之一。受益于工业控制、新能源、新能源汽车等领域的需求大幅增加，中国IGBT市场规模将持续增长。到2025年，预计中国IGBT市场规模将达到522亿人民币，年复合增长率达19.11%，是细分市场中发展最快的半导体功率器件。2021年，IGBT模块的销售收入占斯达半导主营业务收入的94%以上，是公司的主要产品。 士兰微人士向记者介绍称，从形态上来看，功率半导体有芯片和模块两种形态，模块是多个芯片和电子器件形成的组合。比如，IGBT是电源的辅助装置，功耗往往都比较高，用于分配调节电压电流。在新能源汽车中，每个电驱会用到一个IGBT模块。 斯达半导则表示，IGBT作为一种新型功率半导体器件，是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件。其作用类似于人类的心脏，能够根据装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。因此，IGBT被称为电力电子行业里的“CPU”，广泛应用于新能源、新能源汽车、电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子等领域。 功率半导体还应用于光伏的逆变器，光伏逆变器的主要功能为将太阳能电池组件产生的直流电转化为交流电，并入电网或供负载使用。安信证券分析师马良在近日的研报中称，IGBT广泛应用于光伏逆变器中，占逆变器价值量的20%-30%。以往光伏逆变器中的功率器件一般采用MOSFET，而MOSFET的通态电阻会随着电压的升高而增大，增加开关损耗，逐渐不适合使用于高压大容量的系统中。IGBT因其通态电流大、耐高压、电压驱动等优良特性，在中、高压容量的系统中更具优势，目前已逐渐取代MOSFET作为光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件。 功率半导体的材料也在发生变化。根据斯达半导的介绍，近年来，以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等材料为代表的化合物半导体因其宽禁带、高临界击穿电场等优异的性能而备受关注。其中碳化硅功率器件受下游新能源汽车等行业需求拉动，市场规模增长快速。（记者注：禁带宽度是半导体的一个重要特征参量，反映了半导体中价电子被束缚强弱程度的一个物理量） 根据马良的介绍，碳化硅材料热导率以及禁带宽度高于硅材料，采用碳化硅器件可减小逆变器的体积和重量。碳化硅的导热率是硅的3.3倍，且禁带宽度为硅的3倍，保证碳化硅可以在更高温度环境下工作。半导体材料的禁带宽度决定其器件的工作温度，材料禁带宽度的值越大，器件的工作温度也就越高。在高达600摄氏度的温度下，碳化硅器件仍然可以正常工作。硅在175摄氏度左右就无法正常运行，在200摄氏度时会变成导体，而碳化硅直到1000摄氏度左右才发生这种情况。 斯达半导表示，2021年该公司在机车牵引辅助供电系统、新能源汽车行业、光伏行业推出的各类碳化硅模块得到进一步的推广应用。士兰微也表示，该公司碳化硅功率器件的中试线已在2021年上半年实现通线。目前，该公司已完成车规级SiC-MOSFET器件的研发，正在做全面的可靠性评估，将要送客户评价并开始量产。士兰微目前在厦门公司建设一条6英寸碳化硅功率器件芯片生产线，预计在2022年三季度实现通线。 缺芯问题被误解？相关产品研发生产扩张中 自去年以来，汽车产业频繁出现“缺芯”消息。而上述士兰微人士却向记者表示，大家对汽车缺芯的问题可能有些误解。 该人士认为，芯片分为很多种类，不同的芯片用于不同的场景和环节。可能某些环节的芯片在某些时候会出现短暂的供不应求，不过这个问题被放大了。而且功率半导体的产线比较复杂，和普通产品的产线不同，每年产能并不是固定的。 “整个芯片产业有上万亿元，首先要搞清楚缺的是什么‘芯’。只是泛泛地用‘缺芯’这样一个词语来形容目前汽车芯片产业的状况其实没有意义。”该人士表示。 关于功率半导体的产线，斯达半导在年报中称，生产环节主要分为芯片和模块设计、芯片外协制造、模块生产三个阶段。比如，在芯片和模块设计阶段，公司完成IGBT等功率芯片和功率模块的设计；在芯片外协制造阶段，公司根据阶段一完成的芯片设计方案委托第三方晶圆代工厂制造自主研发的芯片，公司在外协制造过程中提供芯片设计图纸和工艺制作流程，不承担芯片制造环节；在模块生产阶段，公司将单个或多个功率芯片用先进的封装技术封装在一个绝缘外壳内。 而相比之下，士兰微采用的是“设计制造一体”(IDM)的经营模式。士兰微在年报中表示，作为IDM公司，该公司带有资产相对偏重的特征，在外部经济周期变化的压力下，也会在一定程度上承受经营利润波动的压力。但是相对于轻资产型的设计公司，该公司在特色工艺和产品的研发上具有更突出的竞争优势，实现了特色工艺技术与产品研发的紧密互动，以及集成电路、功率器件、功率模块、微机电控制系统传感器、光电器件和化合物芯片的协同发展。 根据斯达半导的年报，2021年该公司生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块合计配套超过60万辆新能源汽车，其中A级及以上车型配套超过15万辆。同时，该公司的车用空调、充电桩、电子助力转向等半导体器件份额也有所提高。 “2021年公司生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块开始大批量配套海外市场，预计2022年海外市场份额将会进一步提高。”斯达半导表示。 上述士兰微人士告诉记者，功率半导体的主要发展趋势之一是耐压越来越高。斯达半导也在年报中表示，2021年该公司在650V、750V以及1200V车规级IGBT的研发生产上均有突破。士兰微在年报中亦表示，2021年该公司自主研发的第五代IGBT和FRD芯片的电动汽车主电机驱动模块，已在国内多家客户通过测试，并已在部分客户批量供货。目前公司正在加快汽车级和工业级功率模块产能的建设。（记者注：FRD指快恢复二极管，是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管） 根据士兰微的年报，2021年该公司分立器件（具有单独功能且功能不能拆分的电子器件，功率半导体属于分立器件的一类）产品的营业收入为38.13亿元，较上年增长73.08%。分立器件产品中，MOSFET、IGBT、IGBT大功率模块、肖特基管、稳压管、开关管、TVS管（瞬态二极管）、快恢复管等产品的增长较快。 除了新能源汽车、光伏领域之外，功率半导体还广泛应用于家电中，比如IPM(智能功率模块)。士兰微介绍称，2021年公司IPM模块的营业收入突破8.6亿元人民币，较上年增长100%以上。目前，该公司IPM模块已广泛应用到下游家电及工业客户的变频产品上，包括空调、冰箱、洗衣机，油烟机、吊扇、家用风扇、工业风扇、水泵、电梯门机、缝纫机、电动工具，工业变频器等。2021年国内多家主流的白色家电整机厂商在变频空调等家电上使用了超过3800万颗士兰微的IPM模块，较上年增加110%。
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  • 《2021年中国半导体上市企业成绩单》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2022-04-12
    • 近日，华为发布2021年财报，在经历美国制裁的4年后，华为实现全球销售收入6368亿元人民币，同比2020年（8913亿）减少了28．6％。这是过去十年里，华为首次销售额出现大幅下滑。 美国的制裁让华为承受了极大的压力，但在这下滑的销售额中，华为2021年净利润增长1137亿元人民币，同比增长75．9％。华为交出的这份答卷，或许不算最漂亮的答卷，但一定算的上是华为能做的最优解。 最近，国内多家半导体企业也公布了2021年财报，在面对半导体短缺、地缘政治压力、以及研发的三重压力下，2021年中国半导体企业成绩单如何？ 半导体设计行业硕果颇丰 中国半导体协会魏少军曾公开表示，2021年中国十大芯片设计企业的门槛提高到66亿元，综合增长率达到29％。2021年预计有413家企业销售超过1亿元，比2020年的289家增加124家，增长42．9％。 来源：ICCAD 韦尔股份在2021年收入约240亿元，较2020年度增长约21％。其中半导体设计业务实现营业收入约205亿元，较2020年度增长约18％ 在2021年，韦尔股份推出了应用于智能手机的2亿像素全球最小0．61微米像素尺寸产品。对于业绩的增长其表示，公司在汽车及安防等领域收入实现了较大幅度的增长，车载CIS实现营业收入约23亿元，较2020年增长约85％；中高端安防CIS产品营业收入实现了约70％的增长。 兆易创新2021年收入达85．1亿元，同比增长89．25％，营业利润为23．04亿元，同比增长145．39％。兆易创新在2021年，需求旺盛叠加产能紧缺，公司MCU出货量翻倍增长，单价提升，毛利率提升。 2021年兆易创新NOR Flash收入大幅增长，毛利率提升，主要因为：一是，供需矛盾，21年全年供给紧张，导致NOR Flash涨价；二是，客户结构升级，来自工业、通信、汽车客户的收入占比提升，车规方面，2Gb大容量NOR Flash通过AEC－Q100认证，完成2Mb－2Gb容量全覆盖，多家车企批量采用；三是，产品结构升级，工艺节点从65nm向55nm转移，高单价、大容量产品占比提升。当前工业、通信、汽车需求持续强劲，公司产品结构持续升级，据判断客户、应用结构升级给NOR Flash带来提价空间，营收有望维持高增长。 华润微实现营业收入92．2亿元，较上年同期增长32．26％，利润总额22．36亿元，较上年同期增长109．43％。 具体来看，公司的功率器件产品主要MOSFET、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、这两类产品受市场关注度较大，另外还有SBD（肖特基势垒二极管）及FRD（快恢复二极管），功率IC产品主要有各系列电源管理芯片。产品广泛应用于消费电子、工业控制及汽车电子等领域。据公司在投资者互动平台上披露的信息，公司IGBT已进入整车应用。 卓胜微在2021年营收达到46．36亿元，同比增长66．05％，营业利润达到22．24亿元，同比增长82．60％元。 受益于5G通信技术发展催生的射频前端产品市场增量需求，结合公司在供应链管理的优势布局，公司经营业绩较上年显著增长。公司的传统优势产品射频分立器件产品通过持续升级、快速迭代实现进一步放量；公司的新产品－接收端射频模组产品，凭借良好的产品性能、充足稳定的供应交付能力等优势，在客户端快速上量并持续渗透，推动业务稳步发展。 国内制造行业持续高景气 2021年国内半导体制造行业持续景气，由于全球半导体产能紧缺，各大制造企业收入增长超预期。 其中，中芯国际实现营收356．331亿元，同比增长29．7％；华虹半导体收入达16．20亿美元，同比增长69．6％；士兰微营收达71．94亿元，同比增长68．07％，净利润增长21倍。 以两大龙头晶圆厂中芯国际、华虹半导体的营收占比来看，2021年中智能手机、消费电子仍是晶圆厂营收的大头，分别占据中芯和华虹的58．7％、63．7％；而智能家具和汽车业务也称逐渐崭露头角，占据中芯和华虹的12．8％、19．4％。 华虹半导体表示，由于全球疫情等因素，芯片需求持续增高，国内设计公司也对本土晶圆厂提出了更高要求，华虹半导体秉承“IC＋PowerDiscrete”的战略，加速扩产，公司综合实力正在从量的积累迈入质的飞跃。 值得注意的是，2021年中芯国际的研发投入占比少了5．4％，对此中芯国际表示是因为产能紧张，部分研发产能投入生产以保证客户需求，从而导致研发占比下降。也就是说，中芯国际连研发产能都被“征用”做量产了。 足以看出，2021年产能紧缺严重，对于2022年，国内晶圆厂商也在继续扩产。从未来厂商的布局来看，12英寸厂是国内厂商扩张的主要对象。 华虹半导体表示2022年，将扩充华虹无锡12英寸产能，力争在年底释放至超过9万片／月。 今年2月底，士兰微与大基金二期牵手共同出资8．85亿元，认缴士兰集科新增注册资本8．27亿元，增资价款将用于“24万12英寸高压集成电路和功率器件芯片技术提升及扩产”项目。 去年11月，中芯国际通过全资子公司中芯控股，与其它投资方合资设立中芯东方集成电路制造有限公司。中芯东方规划建设月产能为10万片的12寸晶圆代工生产线项目，聚焦于提供28纳米及以上技术节点的集成电路晶圆代工与技术服务。 中芯国际称，2022年计划产能的增量将会多于2021年。 国内晶圆厂前后脚披露的强劲业绩增长，显示着国内半导体产业的发展速度，成长茁壮。其不约而同地加快“扩产”，也意味着半导体产业将继续维持高景气，结构性产能紧张持续。 国产封装企业奋勇前进 根据中国半导体行业协会统计，2021年中国封测产业规模为2763亿元，同比增长10．1％。 长电科技、通富微电、华天都已经进入全球封装企业前十。长电科技、通富微电、华天科技按营收口径分列第3、5、6位，市占率分别达12．0％、5．1％、3．9％，长电科技已处于国际第一梯队，通富微电与华天科技处于国际第二梯队。 细看长电科技发布的2021年财报，2021年实现营业收入305．02亿元，同比增长15．26％，其中研发投入费用为11．85亿元，相较去年提升16．3％。 2021年通富微电财报显示，公司实现营业收入158．12亿元，同比增长46．84％，营收规模继续排名全球行业第五位。 同为国产封装巨头华天科技2021年营收总收入121．05亿元，同比增长44．42％。华天科技公司表示，2021年集成电路市场需求持续旺盛，公司订单饱满，业务规模持续扩大，对业绩表现起到支撑作用。 在2022年国内封装厂将目光放在了先进封装上。 长电科技董事长郑力表示：“先进封装，或者说芯片产品制造，可能成为后摩尔时代的重要颠覆性技术之一，特别是后道成本制造在产业链中的地位愈发重要，有望成为集成电路产业的新的制高点。” 去年，长电科技陆续完成50亿元人民币定增项目，ADI新加坡测试厂房收购，宿迁新厂投入量产。 长电还表示2022年公司将推动实施技术开发5年规划，面向5G／6G射频高密度系统的封装及系统级测试，超大规模高密度QFN封装，2．5D／3Dchiplet，高密度多叠加存储技术等八大类逾三十项先进技术开展前瞻性研发。 通富微电在先进封装方面公司已大规模生产Chiplet产品，7nm产品已大规模量产，5nm产品已完成研发即将量产。 2021年11月，华天科技发布公告以现金及专利和非专利技术认缴出资5．7亿元，与南京浦口开发区战略新兴产业投资合伙企业，在南京市浦口区设立由华天科技控股的华天科技（江苏）有限公司。而华天江苏将从事晶圆级先进封装测试业务。 值得注意的是，在Yole Développement发布的2021年封装市场的数据情况，国内长电科技、通富微电均进入全球先进封装支出前七，可以看出国内封测企业研发的决心。 总结 经过多年的努力，特别是在国家科技重大专项的支持下，我国的集成电路产品体系不断丰富和完善，是全球最为完整的芯片产品体系之一，不仅在中、低端芯片领域具备较强的竞争力，在高端芯片领域也摆脱了全面依赖国外产品的被动局面。 最近，华虹从港交所转向大陆交易所上市，成为又一所回归科创板的半导体公司。 我国大陆集成电路产业的虽起步较晚，但经过近20年的飞速发展，我国集成电路产业从无到有，从弱到强，已经在全球集成电路市场占据举足轻重的地位。 虽然我们仍然面临着严峻的挑战。国内设计业整体产业规模还不到1000亿美元，与每年1500多亿美元的中国市场消费相比还有不小的缺口。但这份2021年的中国半导体企业答卷，亮丽又鲜明。
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