功率半導體的新機遇！

從計算機、功能手機再到智慧型手機，伴隨著全球經濟運行軌跡，每個時段均有一個具有代表性的半導體應用市場，如今5G、人工智慧、網際網路、大數據、雲計算等大量新技術湧現，哪個應用市場可承載這些技術、擔任這一時代角色？

晶圓代工廠華虹宏力戰略、市場與發展部科長李健日前在參加活動時表示，5G、人工智慧等技術不會單一存在，它們需要一個實際的產品作為載體以展示，而隨著近兩年來智慧型手機已顯疲態，能夠擔任作為多技術融合的載體、拉動半導體快速上揚重任的應用將是未來的智能汽車。

汽車電子帶來新機遇

首先，李健認為汽車電子化已是大勢所趨。

從汽車的成本結構來看，未來晶片成本有望占汽車總成本的50%以上，這會給整個半導體帶來巨大的市場需求。

其次，汽車是個傳統的製造業，但是個能讓人熱血沸騰的製造業。

「當傳統汽車製造業遇到當今的半導體，就像千里馬插上翅膀，會變成下一個引領浪潮的『才子』。

」李健說，半導體可為智能汽車帶來冷靜的頭腦，如自動駕駛處理器、ADAS晶片等，同時也帶來更強壯的肌肉、讓千里馬跑得更快，即大量的功率器件，比如MOSFET。

據其所言，2020年國內新能源車的銷售目標是200萬台，全球市場700萬台，這是一個非常大的市場。

有別於傳統車，新能源車裡面有電機、電池、車載充電機、電機逆變器和空調壓縮機，這些都需要大量的功率器件晶片。

電動化除了車輛本身的變化之外，還給後裝的零部件市場也帶來新的需求，同時配套用電設施，比如充電樁，也帶來大量的功率器件需求。

電動汽車中功率晶片的用途非常廣泛，啟停系統、DC/DC變壓器、DC/AC主逆變器+DC/DC升壓、發電機、車載充電機等。

以IGBT為例，電動汽車前後雙電機各需要18顆IGBT、車載充電機需要4顆、電動空調8顆，一台電動車總共需要48顆IGBT晶片。

據其推算，如果2020年國內電動汽車銷量將達到200萬台，後裝維修零配件市場按1：1配套計的話，粗略估算國內市場大概需要10萬片/月的8英寸車規級IGBT晶圓產能（按120顆IGBT晶片/枚折算）。

基於國內電動車市場占全球市場的1/3，2020年全球汽車市場可能需要30萬片/月的8英寸IGBT晶圓產能。

除了汽車市場，IGBT在其它應用市場中也廣受歡迎，「業內有看法認為還需要新建十座IGBT晶圓廠，我覺得此言不虛。

」李健如是說。

功率器件4大核「芯」

作為華虹宏力的核心業務，李健表示在功率器件方面，華虹宏力主要聚焦4大方面：一是Trench MOS/SGT；二是超級結MOSFET工藝（DT-SJ）；三是IGBT；四是GaN/SiC新材料。

據其介紹，矽基MOSFET是華虹宏力功率器件工藝的基礎，該公司在這方面已耕耘多年，截至2018年第4季度，華虹宏力8英寸MOSFET晶圓出貨已超過700萬片。

目前在對可靠性要求極為嚴格的汽車領域，華虹宏力的MOSFET產品已通過車規認證，並配合客戶完成相對核心關鍵部件如汽車油泵、轉向助力系統等的應用。

相比基礎的矽基MOSFET，超級結MOSFET(DT-SJ)則是華虹宏力功率器件工藝的中流砥柱。

李健介紹稱，超級結MOSFET最顯著特徵為P柱結構，深溝槽型超級結MOSFET由華虹宏力自主獨立開發、擁有完全智慧財產權。

超級結MOSFET適用於500V到900V電壓段，電阻更小、效率更高、散熱相對低，可大量應用於要求嚴苛的開關電源。

矽基IGBT晶片在華虹宏力的定位是功率器件的未來，華虹宏力是國內為數不多可用8英寸晶圓產線為客戶代工的廠商之一。

華虹宏力IGBT相關工藝早期以1200V LPT、1700V NPT/FS為主，目前集中在場截止型工藝上，以600伏和1200伏電壓段為主；未來方向的3300V到6500V高壓段工藝的技術開發已完成，正與客戶在做具體的產品驗證。

GaN/SiC新材料方面，李健表示這是華虹宏力一直關注的方向。

未來五到十年，SiC類功率器件會成為汽車市場的主力，主要是在電動汽車的主逆變器和大功率直流快速充電的充電樁上。

不過，李健也指出，寬禁帶材料目前可靠性還有待進一步觀察。

從市場應用需求看，SiC的市場應用和矽基IGBT完全重合，應用場景明確，GaN則瞄準創新型領域，應用場景存在一定的變數。

技術方面，SiC二級管技術已成熟，MOS管也已小批量供貨，而SiC基GaN雖然相對成熟，但成本高，Si基GaN則仍不成熟；性價比方面，SiC未來大量量產後有望快速拉低成本，GaN則有待觀察，如果新型應用不能如期上量，成本下降會比較緩慢。

「8+12」應對新一輪衰退

對於未來，李健表示回顧全球半導體產業發展趨勢看來，半導體產業的發展和整個世界經濟發展相對一致。

世界經濟發展具有一定周期性，從繁榮到衰退再復甦，然後進入下一輪的繁榮，周而復始。

李健指出，在一個完整的經濟周期里寬鬆與緊縮如影隨形，都通過貨幣利率來調節的。

因此，他疊加了國際主流貨幣美元的利率變化規律，作為預判整個產業走勢的參考之一。

據其分析，綜合90年代至今的美元利率變化看來，簡單推算美聯儲利息加到3.5%之時，有可能會面臨再一次的衰退。

「如果美聯儲2019年不加息的表態可信，單次加息幅度和間隔也沿襲慣例，預估需要一到兩年的時間可達到3.5%，即可能到2021年會有一輪新較大的衰退。

」李健表示。

需求端存在衰退趨勢，但供給端又是另一種景況。

李健從對中國大陸6英寸、8英寸、12英寸現有產能和計劃增長的統計來看， 2018年可用於功率器件的產能為55萬片/月（等效於8英寸，下同），2023年將增長到120萬片/月，增長率達118%。

「當需求端有比較大的下滑時，供給端卻有很大幅的增長這時候就容易產生危機。

」李健如是說。

對於這樣的未來，李健表示華虹宏力的整體戰略依然是堅持走特色工藝之路，也就是堅持「8+12」的戰略布局，即8英寸「廣積糧」、12英寸「高築牆」。

目前，華虹宏力正通過技術研發將特色工藝從8英寸逐步推進到12英寸，技術節點也進一步推進到90納米以下，比如65/55納米。

「總結來說，只有積累了雄厚的底蘊，才能夠在更高的舞台上走得更穩，即使當時會有一些危機發生。

」

不過李健也指出，回顧半導體產業前兩個衰退期，第一次從衰退到恢復共3年半時間，第二次也僅3年時間。

他強調，整個半導體產業仍然是非常健康的震盪上行，「即使以後碰到危機，沒有什麼關係，跌倒了爬起來就是了。

」

作者：張明花

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