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中国发展功率半导体，动了谁的蛋糕？

 2 years ago
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作者：九林

承接2021年的紧张需求，功率半导体在2022年依旧供不应求。

最近，日经表示，中国大幅增产功率半导体，可能会导致中国功率半导体出现产能过剩的问题。文章中写到，预计中国新兴企业计划建设的工厂中，有半数以上把功率半导体作为主要生产品类。日经认为功率半导体虽是能够提高设备节能性能的基础零部件，但由于日本功率半导体的强势地位，中国过多的功率半导体可能会导致日本竞争厂商的收益恶化 。

中国功率半导体的火从2020年开始烧起，在全球芯片短缺的需求缺口和中国扩大功率半导体产能的政策双重助力下，中国功率半导体的发展已经初见成效。

这把功率半导体的火，是否还将越来越旺？

功率半导体赛道火热

承接2021年的紧张需求，功率半导体在2022年依旧供不应求。实际上功率半导体的特性就已经决定其发展的广阔空间。

一方面，功率半导体属于特色工艺产品，非尺寸依赖型，在制程方面不追求极致的线宽，不必遵循摩尔定律，而是需要专注结构、封装技术以及基础材料的迭代升级。另一方面，功率半导体是电力电子装置的必备元件，全球市场规模稳定，在疫情影响下催生的汽车、工业、可再生能源和智能设备需求非常强劲。

正因如此，业内普遍看好功率半导体的市场前景，IGBT以及第三代半导体（如SiC、GaN）成为全球功率半导体企业集中发力方向。

安森美和英飞凌均传出功率半导体订单满载的消息，瑞萨900亿日元重启甲府工厂，富士电机在2021年8月宣布追加投资400亿日元（3.65亿美元）扩充功率半导体产能，东芝也宣布将打造一座新的功率半导体12 英寸晶圆制造设施。

在市场的庞大需求下，我国功率半导体也早早起步。

当今的功率半导体市场由硅基器件主导，其中包括功率MOSFET、超级结MOSFET 和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。国内已经出现了多家MOSFET供应商，包括华润微电子、士兰微、扬杰科技、华微、新洁能、安世半导体、东微半导体、芯导科技、芯派科技、捷捷微电等；在IGBT方面，士兰微、比亚迪半导体、斯达半导体、时代电气、华大半导体也均有所布局。

从IDM和Foundry两方面看，功率半导体选择IDM模式似乎更好。例如，对于有着几十年历史的二极管、双极管和MOSFET的英飞凌、ST、TI这类国际半导体巨头，都在传统功率半导体分立器件方面采用IDM模式。而国内企业中固锝、扬杰和华微等半导体厂商也同样选择IDM模式。

从资本方面看，从2008年-2020年我国功率半导体行业融资事件较少，平均每年发生一起融资事件。而在2021年，功率半导体开始受到资本关注，融资热度陡然高涨。去年，发生融资事件共15起。2022年4月初，今年国内功率半导体企业就已官宣15笔融资。

在功率半导体产能方面，功率半导体对工艺制程的要求并不高。较低的资金门槛使得功率半导体有望率先成为国内厂商追赶国际先进水平。例如，士兰微预计投资100亿元新建的第二条12英寸生产线线宽65nm-90nm，可与意法半导体最先进的65nm BCD工艺相比肩。

2021年1月，闻泰科技位于上海临港的12英寸晶圆厂动工，预计2022年7月投产，年产能约为40万片；2021年6月，华润微与大基金联合投资75.5亿元新建12英寸晶圆生产线，建成后预计将形成月产3万片12英寸中高端功率半导体晶圆生产能力。

SEMI 称，到 2023 年，中国大陆将成为全球功率和化合物半导体晶圆厂产能的领导者，占全球产能的最大份额，达到33%，其次是日本17%。

中国功率半导体会过剩吗？

中国功率半导体是否过剩是一个伪命题。因为，中国是全球功率半导体最大需求国，2020年市场规模约153亿美元，2021年增长至159亿美元。而功率半导体用于所有电力电子领域，应用范围涵盖电源管理、计算机及外设设备、通信、消费电子、汽车电子、工业控制等多个领域。加上最近兴起的新型领域如新能源汽车、可再生能源发电、变频家电等将带来的巨大需求缺口。

纯电汽车的车载充电机（OBC）、DC-DC转换器对于MOSFET的需求进一步增加，汽车车灯转为LED大灯以后，MOSFET的需求量从原来每个车灯需要1颗增加至18颗。

传统燃油车中仅有少量的IGBT单管用于发动机点火器，纯电汽车的动力系统转为电池以后，IGBT模块成为电驱系统中逆变器的标配，此外新能源汽车在车载充电机（OBC）、DC-DC升压器、电空调驱动也同样需要用到IGBT单管。

预计2022年，国内新能源汽车销量达到500万辆，对应的增量需求为160万片8英寸晶圆，折合13~14万片月产能，如果2025年国内电动车销量达到1000万辆，对应增量需求为54-55万片月产能。

截止2020年12月全球晶圆产能约为2082万片/月（等效8英寸），中国大陆晶圆产能占比为15.3%，预计为318.4万片/月（等效8英寸），国内主要晶圆厂12英寸产能约100万片/月，8英寸产线约为115万片/月。中信建投统计了国内所有功率半导体厂商新增产线的产能增量，预计2022年全年新增功率半导体产能为18万片/月（等效8英寸）。

如果假设2022年国内新增电动车销量为200万台，全球新增500万台电动车，所需要对应约250万片8英寸的年产能，对应需要新增20.8万片月产能，而全球功率半导体的新增产能几乎都在中国，仅仅满足全球的电动车的需求新增供给尚且不够，如果考虑光伏需要的产能则供应缺口进一步增加。

自2020年下半年起，国内功率半导体需求呈现高景气特征，叠加产能不足因素，供求出现显著错配。自2020年11月以来，相关功率半导体龙头公司纷纷宣布提价。2021年2月，士兰微发布部分产品品类涨价通知，包括MOS类、IGBT、SBD、FRD、功率对管等。

由此来看，中国功率半导体过剩的担忧，完全没有必要。

日本能否保住“功率半导体大国”的地位？

值得一提的是，日经认为功率半导体虽是有望提高设备节能性能的基础零部件，中国供应过剩可能会和日本厂商激烈竞争，导致日本厂商收益恶化 。实际上，日经更多的是在为日本的功率半导体厂商担心。

但其实这份担心不无道理。Omdia报告显示，2021年日本企业在功率半导体公司销售额排名前十位中占据五席，分别是三菱电机（第四）、富士电机（第五）、东芝（第六）、瑞萨（第九）、ROHM（第十）。在2019—2021这三年间，这五家日本企业销售额合计始终占前十名销售总额的32%～33%左右。全球功率半导体公司前十中占据五席足以看出日本功率半导体的强势。

但实际上，相较于2020年的市占率，日本的合计市占率下降的1.2个百分点。对于稳定保持功率半导体市占龙头的日本，对“下降”并非是日本的杞人忧天。

日本厂商相对较小的规模，使其难以扩大生产和营销规模。这使得日本厂商在英飞凌、意法等竞争对手不断扩大客户地理范围的情况下陷入弱势。例如，2021年，英飞凌在全球功率半导体市场中的份额已经达到21%，相当于日本前五大制造商的总和。

回顾日本功率半导体发展的历史，日本厂商之所以能够在功率半导体领域取得成功，在于日本以产业用途少量多品种定制需求为主，没有卷入大尺寸晶圆演进带来的设备投资竞争，可以灵活利用现有工厂来满足需求。但是，随着12英寸晶圆的发展，功率半导体也逐渐开始进入12英寸的赛道中，日本的小尺寸晶圆开始出现劣势。

日本企业也发现了这一问题，当前正在努力拓展12英寸晶圆，强化功率半导体生产。例如，三菱电机在意大利米兰附近建成了一座专用于功率和模拟半导体的12英寸晶圆工厂，预计将于2022年下半年投产。东芝也决定在其子公司加贺东芝电子内建造一座兼容12英寸晶圆的制造大楼，用于生产功率半导体。

尽管富士电机目前没有12英寸的增产计划，想要专注于8英寸的增产。但其2021年的销售额比2019年增长了51%。富士电机表示，在电动汽车和可再生能源需求增加的背景下，决定将功率半导体的资本支出（包括对SiC功率半导体的投资）增加到1900亿日元。

此外，最近日本半导体还出现了人才短缺的问题。日本电子信息产业协会估计，未来10年，日本8家大型生产商将需要招聘约3.5万名工程师，以跟上投资的步伐。同时东芝、索尼也表示，日本工程师短缺威胁日本政府重振国内芯片产业。

该协会还表示：“2026-2030年是日本半导体行业重新站稳脚跟的‘最后也是最大’的机会。”在中国、韩国两国奋力发展功率半导体的情况下，日本是否能够守住“功率大国”的地位，已经成为一个问号。

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