证券日报新闻记者 阮润生
虽然全球半导体踏入周期时间“严冬”,但功率器件细分赛道仍持续增长,不但英飞凌等著名功率器件领头全新季财报销售业绩稳步发展并上涨对2023财政年度销售业绩未来展望,而且在最前沿氮化硅行业扩展中国供应链“微信朋友圈”,为亲身经历特斯拉汽车“碳减排”事件的氮化硅产业链注入强心剂。
证券日报新闻记者·e公司现场记者专业人士了解到了,现阶段从光伏发电到新能源车,氮化硅中下游市场的需求依然充沛,尤其是车配级碳化硅衬底生产能力仍趋紧,国内氮化硅正在从产业发展向商业化的加快迈入。此外,在今年的中国氮化硅成本费将加速下降,中低档商品市场竞争激烈,有待加快变小与国外行业巨头技术差距。
产业链要求发展趋势不会改变
自2021年特斯拉汽车开始将碳化硅器件用到主推动逆变电源上,凭着更高系统软件高效率,氮化硅打开 “进入车内”过程。但是,在今年的3月份投资人日活动上,特斯拉汽车层面却说下一代汽车网站的汽车动力系统里将降低75%的氮化硅应用,给整个产业“泼了一盆冷水”。即便如此,氮化硅产业链并没有停步。
最近国际性输出功率半导体巨头英飞凌扩展碳化硅材料供应商体系,签订国内碳化硅衬底头顶部厂商天岳新入、天科合达。在业内人士看来,其重要程度被业内觉得媲美交易订单生产商列入“苹果产业链”。
“能供应英飞凌证实国内碳化硅衬底在技术以及生产能力里的发展。”集邦咨询化合物半导体投资分析师龚瑞骄向记者表示,不管市场的需求状况或是国际性大佬提产发展趋势,氮化硅尤其是车配类高档氮化硅商品还是处于相对高度形势。
有国内头顶部氮化硅生产商向记者表示:“我们现在是没有更多氮化硅生产能力再外供了,尽管特斯拉汽车喊出来‘碳减排’,但氮化硅的用量在逐年递增并没降低,市场的需求强悍。”据了解,企业产品早已提供国外头顶部电力电子器件生产商。
在氮化硅产业链上,碳化硅衬底和外延片的商品的价值占比达到一半,而且变成确定碳化硅器件质量的关键所在,市场中是由美国Wolfspeed(科锐企业)、Coherent(原贰陆企业)和日本罗姆等生产商垄断性。碳化硅衬底单晶材料可以分为导电性型基板或半绝缘层型基板。在其中,导电性型基板广泛应用于新能源电动车、新能源技术、储能技术等氮化硅功率器件行业。
此次签订英飞凌的天岳优秀,再从半绝缘层型向导电性型基板转型发展合理布局,上年新创建上海工厂已完成第一阶段的机电工程安装,预估上半年完成批量生产交货。上年企业与国际好几家汽车电子产品、功率器件等方面的著名顾客签定长期协议。
从产业发展来讲,在今年的国际性氮化硅大佬扩大情绪高涨。此外,汽车整车生产商并没有舍弃氮化硅的协作和方法革新。
今年来,宝马五系、极氪等和安森美达到氮化硅长期供货协议,Wolfspeed与梅赛德斯奔驰也达到碳化硅器件供货协作; 4月份晓亮重磅推出了新一代开发平台SEPA 2.0扶瑶示范区智能进化架构设计,采用示范区800V髙压氮化硅服务平台,综合性高效率达92%;哪咤GT配备800V氮化硅电驱桥;江铃汽车公布马赫E知名品牌,将搭载自主研发的氮化硅控制板,还将在年末批量生产氮化硅控制模块。华为公司也发布了“DriveONE新一代超融合金子动力平台”,内置了高效率氮化硅技术性。
“氮化硅归属于尖端技术,除开特斯拉汽车,现阶段绝大多数汽车企业所使用的特别少,将来也将继续提升氮化硅的用量,不会降低。”黄河科技学院教授曹兴向记者表示,氮化硅具备耐热、耐压的特点,十分适用髙压情景,并且在逆变电源中,氮化硅模块IGBT控制模块对比,能够提升约5%的软件高效率。
有氮化硅生产商详细介绍,据统计特斯拉汽车碳减排75%计划主要是针对下一代生产制造中低端车型生产线,传统的生产线并不能降低使用量,因而总体氮化硅的应用净增加量有希望提高25%。
集邦咨询今年一季度统计分析,中国如星越LEV、蔚来汽车ET7、晓亮G9、吉祥Smart小精灵#1等跨界车型都有配备碳化硅器件,国内经销商包含比亚迪汽车、斯达半导和芯聚核,加快了氮化硅功率模块在国内市场的发展趋势。此外,世界各国的主力汽车企业都已在合理布局800V服务平台,集微咨询预测到2025年800V氮化硅的解决方案占有率超出15%。
IDM商业化的进度快速
在如今功率器件销售市场,硅基IGBT和氮化硅二种途径彼此分离,因价格差异各自服务项目中低档与高档新能源车市场;在特斯拉汽车“碳减排”风频下,二种途径有望相互之间交错。
国内IGBT大佬时代电气管理层最近在接纳机构调研时指出:“企业迫切必须IGBT新生产能力,来减轻行过度充沛市场需求。”据了解,近期特斯拉汽车公布一个新的计划方案,明确大幅降低氮化硅方向,许多汽车制造商也与企业一起产品研发新方法,很有可能增加硅基IGBT的使用。
虽然有硅基IGBT潜在分离,氮化硅产业发展现状难“开倒车”。
“氮化硅对硅基IGBT逐步地取代是无法挽救的,”芯聚核首席总裁周晓阳最近输出功率及化合物半导体沙龙活动时强调,但一段时期内氮化硅在车辆主驱里的需求量很高是没办法克服的,所以需要尝试使用一部分硅基IGBT取代氮化硅,或是采用混和控制模块,或是提高氮化硅芯片功率,或进行封装形式自主创新、电驱桥系统软件改善等计划方案。
回望来说,2022年称得上国内氮化硅从产业发展迈进商业化重要年代,上市企业不断夺得订单信息,并以IDM(生产设计一体化)生产商进度尤为明显。
做为LED芯片大佬,三安光电上年销售业绩下跌,但是以氮化硅二极管、MOSFET及硅基氮化镓商品为代表电力电子技术业务流程进度快速,集团旗下氮化硅竖直全产业链生产制造服务平台湖南省三安完成营业收入6.39亿人民币,同比增加9倍,已签订的氮化硅MOSFET长期性采购合同范本总额超70亿人民币,现阶段湖南省三安氮化硅生产能力已超1.2万片/月,湖南省三安二期工程将在今年全线贯通,达产后配套设施年产能有望突破36万片。
从交货来说,湖南省三安的氮化硅二极管总计销售量超1亿颗领跑行业,已发布第四代性能卓越商品,且七款根据车规验证并逐渐开始交货。此外,湖南省三安半导体市场销售副总张真榕先前详细介绍,新能源车功率器件踏入放量上涨期,三安用以主驱的氮化硅功率器件预计在在今年的四季度宣布进入车内。
另一家IDM公司华润微的碳碳复合材料商品顺利开展,上年碳化硅器件整体销售经营规模同比增加约2.3倍,待交订单信息超出1000万余元,投片量每月平稳提升。车规氮化硅MOS和碳化硅控制模块研究与开发顺利开展,已经完成几款氮化硅MOS控制模块商品陈列。华润微给在今年的宽禁带半导体的目的是整体销售上亿元。
士兰微都是选用IDM方式,集团旗下士兰明镓去年已执行“氮化硅电力电子器件处理芯片生产流水线”项目的实施,并预估今年年底产生月产6000片6英尺氮化硅处理芯片的产能。上年10月,士兰微筹备公开增发融资65亿人民币,募投项目之一就是用以“年产量14.4万片氮化硅电力电子器件生产流水线工程项目”,并且在在今年的4月26日定向增发获上海交易所审批通过。
于今年稍早期接纳证券日报记者专访时,士兰微老总陈向东详细介绍,根据充分发挥IDM一体化优点,士兰微氮化硅MOSFET/SBD电力电子器件处理芯片中试线顺利开展,处理芯片性能参数做到业界领先地位;士兰微正在加快基本建设氮化硅处理芯片批量生产线,用以车辆主驱的氮化硅功率模块已经向一部分顾客送检。
在近日接纳机构调研时,时代电气管理层表明,氮化硅是企业半导体材料业务流程的一个重要资金投入方位,企业在不仅有生产线上提升生产能力,期待新产品开发商可以拷贝IGBT之前的发展路径,从使用方位提高器件的水准,预计明年会到一些行业做一些大批量运用。
加快关联晶圆产能
“氮化硅产业链垂直整合比较适合新能源汽车市场,”三安集成副总经理陈苏东坡在4月参加输出功率及化学物质社区论坛时强调,车规芯片对设计制造都会要求要求严格靠谱、高平稳、高安全系数,商品申明周期时间非常长,而IDM方式能更好的操纵质量,并能通过系统控制成本、提高生产能力,为汽车企业保证“交付”工程项目。
现阶段以IDM形式为意味着上市企业在氮化硅业务中进度快速,但订单信息兑付有待时日,目前在上市企业奉献比较有限,无法抵抗周期时间起伏风险性;比较之下,一部分功率器件设计类公司或是分立器件、模块类公司业绩相对稳定,并发挥资源优势,根据建造生产能力或是关联晶圆产能,产生“类IDM”方式,扩展氮化硅跑道。
做为A股IGBT领头,斯达半导连续三年维持翻番提高,上年企业实现净利润约8亿人民币,今年一季度纯利润完成约2亿人民币,同比增加约36%,而且公司持续合理布局氮化硅跑道:2020年企业投资约2亿人民币基本建设全氮化硅输出功率模块产业化项目,投建年产量8万颗车规全氮化硅输出功率模块生产流水线和研发测试核心;2022年企业进行定增募资35亿人民币,用以项目投资IGBT和氮化硅处理芯片工程等。最新消息表明,企业车规SiC控制模块先是在国外市场小批量生产供应,此外,应用企业自主芯片的车规SiC MOSFET控制模块预估2023年逐渐在电机驱动器顾客大批量供应。
有将近斯达半导层面人员向记者介绍,从输出功率模块封装技术上来讲,氮化硅模块封装技术规定比IGBT控制模块要求比较高,斯达半导模块封装技术性遭遇一个新的磨练。
宏微科技也表示掌握了碳化硅器件封装形式的核心技术。据了解,传统纤焊加键合线技术性工艺架构无法满足一些特殊使用需求;银煅烧技术性做为纤焊科技的替代选择,能够更好的充分发挥碳化硅器件性能,提高输出功率循环寿命,更适用于持续高温的工作氛围。公司已经理解了有关技术,并且在有关的模块封装产品上得到大批量生产运用。
宏微科技销售业绩也迎来了全面爆发,今年一季度纯利润同比增加1.53倍。据了解,企业订单信息圆润, 氮化硅二极管产品研发取得成功以实现小批量生产供应。企业高管接受机构调研中详细介绍,2022~2023年企业上线了第一代平面图氮化硅MOS,预估2024~2025年研发出管沟商品;应用领域来说,氮化硅MOS商品广泛应用于新能源电动车,氮化硅二极管产品用途于光伏发电行业。
此外,扬杰科技采用IDM与Fabless(无晶圆厂方式)并行处理,多种渠道加快氮化硅生产能力基本建设。
4月20日,扬杰科技公示计划投资10亿人民币在江苏省扬州市基本建设6英尺炭化硅晶圆生产线,整体规划生产能力5000片/月,后面拟进一步合理布局6~8英尺氮化硅处理芯片生产线建设。现阶段扬杰科技已向销售市场发布氮化硅控制模块及650V 氮化硅 SBD、1200V系列产品氮化硅SBD全主打产品,氮化硅MOSFET已经取得至关重要进度。
扬杰科技还通过投资控股湖南省楚微半导体材料,进一步完善了企业在晶圆制造里的核心竞争力,构成了较为完善的单晶硅片商品制造能力。根据规划,楚微半导体材料二期整体规划为新增加3万片/月份8英尺硅基芯片生产流水线项目及5000片/月份6英尺炭化硅基芯片生产流水线新项目。
近些年,氮化硅产业链加快了资产证券化。创业板股票企业中,东微半导体上年纯利润贴近翻番做到2.84亿人民币,今年一季度纯利润同比增加近五成。在其中,企业在碳化硅器件初次实现营收;燕东微披6英尺氮化硅SBD(肖特基二极管)设备处在小批量生产批量生产,1200V氮化硅MOSFET第一款试品在性能评测中。
市场竞争激烈与技术升级
在中国新能源车、光伏发电、工控设备、微波射频通讯等行业中下游业务需求快速增长环境下,氮化硅全产业链技术实力及市场容量逐渐发展壮大。据中金证券、国金证券等调查报告,中国碳化硅衬底目前生产能力大约为25.8万片/年~40万片/年,将来2~5年,中国碳化硅衬底生产能力有望突破400万片/年~420万片/年,预估较目前生产能力可以实现约10倍左右新增产能提高。
但是,对比国际性氮化硅游戏玩家,国内氮化硅供应链管理还要遭遇技术差距及其成本费加速下降等诸多风险与工作压力。
集邦咨询化合物半导体投资分析师龚瑞骄详细介绍,以6英尺碳化硅衬底为例子,中国合格率大约有40%,国外大约有60%~70%;此外,氮化硅MOS分成平面图类及管沟类,同等条件下,管沟类更加具有成本与性能特点,中国商品使力要面对极大专利差距。
“从中下游应用领域来说,国内氮化硅产品主要以用于工业生产市场二极管和MOS为主,主驱MOS仍在认证,并且遭遇残酷竞争。”龚瑞骄表明,伴随着生产能力不久的将来两三年聚集释放出来,氮化硅市场供需可能趋向均衡。
中国头顶部氮化硅生产商向记者表示,从价格来说,碳化硅衬底除开2020年不变外,一直不断下降;而且在今年的中国减幅约是10%~20%,减幅远高于国外市场。
对比行业龙头,碳化硅衬底新星比较容易遭受“严冬”。东尼电子1月初公布得到6英尺氮化硅超大金额订单信息,在其中2023年交货13.5万片,销售额6.75亿人民币,累加2022年业绩预增信息刺激性,股价一度拉涨,但随后下降。业内人士指出,这个价位等同于大概5000元/片,在行业内处在偏低的水准上。
2021年东尼电子定向增发募投年产量12万片氮化硅新项目,针对募投项目最新消息,东尼电子在年度报告详细介绍,2022年企业碳化硅衬底原材料已形成研究成果,逐渐小批量生产供应;但氮化硅募投行项目受技术性要求严格、迭代更新快,受开发进度、中下游认证周期时间等多个方面因素的影响,有待观察,项目达产很有可能推迟;现阶段碳化硅衬底片销售市场市场价已小于应急预案计算值,且企业工艺流程转换,机器设备资金投入增加,这项业务经济收益很有可能大跳水。
从专业进度来说,国内氮化硅生产商以6英尺炭化硅晶圆为主导,而国际性氮化硅大型厂早已陆续迈进8英尺,并把批量生产连接点提前到在今年的。此次签订英飞凌的天岳优秀和天科合达,也将助力英飞凌向200mm(8英尺)孔径炭化硅晶圆的转换。与其相对应,以上生产商也做出提前准备:天岳优秀已完成高质量8英尺导电性型碳化硅衬底制取;天科合达2020年进行8英尺导电性型碳化硅单晶基板的开发,打算在2023年完成8英尺基板商品的小规模批量生产。
有生产商向记者介绍,现阶段该公司生产线要以6英尺为主导,还会合理布局8英尺,这也是行业和技术趋势,但目前8英尺综合性成本很高,单8英尺机器设备都比6英尺贵数倍。
现阶段国内氮化硅公司对来自欧洲地区、日本的氮化硅机器设备仍有非常大的依靠,国产产品生产商还在使力。北方华创做为A股半导体行业大佬,企业负责人参加输出功率及化合物半导体社区论坛时详细介绍,企业可以给予氮化硅的一整套解决方法;A股半导体清洗大佬雅泽上海市并且在在今年的3月份雅泽上海市公布初次得到Ultra C SiC碳化硅衬底清洗机械的采购单,此设备适配6英尺和8英寸,一小时可以达到70双片单晶硅片的产能,可防止薄且易破碎的碳化硅衬底的残片。
设备厂家也亲自出马探寻8英尺碳化硅晶体。晶盛机电详细介绍,企业在规格碳化硅晶体研发上所取得的重大进展,根据已有籽晶通过多次扩径,取得成功生长发育出8英尺N型碳化硅晶体,加快大规格碳化硅晶体生长发育加工工艺安全自主可控。
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