功率半导体的新机遇！

从计算机、功能手机再到智能手机，伴随着全球经济运行轨迹，每个时段均有一个具有代表性的半导体应用市场，如今5G、人工智能、互联网、大数据、云计算等大量新技术涌现，哪个应用市场可承载这些技术、担任这一时代角色？

晶圆代工厂华虹宏力战略、市场与发展部科长李健日前在参加活动时表示，5G、人工智能等技术不会单一存在，它们需要一个实际的产品作为载体以展示，而随着近两年来智能手机已显疲态，能够担任作为多技术融合的载体、拉动半导体快速上扬重任的应用将是未来的智能汽车。

汽车电子带来新机遇

首先，李健认为汽车电子化已是大势所趋。从汽车的成本结构来看，未来芯片成本有望占汽车总成本的50%以上，这会给整个半导体带来巨大的市场需求。其次，汽车是个传统的制造业，但是个能让人热血沸腾的制造业。

“当传统汽车制造业遇到当今的半导体，就像千里马插上翅膀，会变成下一个引领浪潮的‘才子’。”李健说，半导体可为智能汽车带来冷静的头脑，如自动驾驶处理器、ADAS芯片等，同时也带来更强壮的肌肉、让千里马跑得更快，即大量的功率器件，比如MOSFET。

据其所言，2020年国内新能源车的销售目标是200万台，全球市场700万台，这是一个非常大的市场。有别于传统车，新能源车里面有电机、电池、车载充电机、电机逆变器和空调压缩机，这些都需要大量的功率器件芯片。电动化除了车辆本身的变化之外，还给后装的零部件市场也带来新的需求，同时配套用电设施，比如充电桩，也带来大量的功率器件需求。

电动汽车中功率芯片的用途非常广泛，启停系统、DC/DC变压器、DC/AC主逆变器+DC/DC升压、发电机、车载充电机等。以IGBT为例，电动汽车前后双电机各需要18颗IGBT、车载充电机需要4颗、电动空调8颗，一台电动车总共需要48颗IGBT芯片。

据其推算，如果2020年国内电动汽车销量将达到200万台，后装维修零配件市场按1：1配套计的话，粗略估算国内市场大概需要10万片/月的8英寸车规级IGBT晶圆产能（按120颗IGBT芯片/枚折算）。基于国内电动车市场占全球市场的1/3，2020年全球汽车市场可能需要30万片/月的8英寸IGBT晶圆产能。

除了汽车市场，IGBT在其它应用市场中也广受欢迎，“业内有看法认为还需要新建十座IGBT晶圆厂，我觉得此言不虚。”李健如是说。

功率器件4大核“芯”

作为华虹宏力的核心业务，李健表示在功率器件方面，华虹宏力主要聚焦4大方面：一是Trench MOS/SGT；二是超级结MOSFET工艺（DT-SJ）；三是IGBT；四是GaN/SiC新材料。

据其介绍，硅基MOSFET是华虹宏力功率器件工艺的基础，该公司在这方面已耕耘多年，截至2018年第4季度，华虹宏力8英寸MOSFET晶圆出货已超过700万片。目前在对可靠性要求极为严格的汽车领域，华虹宏力的MOSFET产品已通过车规认证，并配合客户完成相对核心关键部件如汽车油泵、转向助力系统等的应用。

相比基础的硅基MOSFET，超级结MOSFET(DT-SJ)则是华虹宏力功率器件工艺的中流砥柱。李健介绍称，超级结MOSFET最显著特征为P柱结构，深沟槽型超级结MOSFET由华虹宏力自主独立开发、拥有完全知识产权。超级结MOSFET适用于500V到900V电压段，电阻更小、效率更高、散热相对低，可大量应用于要求严苛的开关电源。

硅基IGBT芯片在华虹宏力的定位是功率器件的未来，华虹宏力是国内为数不多可用8英寸晶圆产线为客户代工的厂商之一。华虹宏力IGBT相关工艺早期以1200V LPT、1700V NPT/FS为主，目前集中在场截止型工艺上，以600伏和1200伏电压段为主；未来方向的3300V到6500V高压段工艺的技术开发已完成，正与客户在做具体的产品验证。

GaN/SiC新材料方面，李健表示这是华虹宏力一直关注的方向。未来五到十年，SiC类功率器件会成为汽车市场的主力，主要是在电动汽车的主逆变器和大功率直流快速充电的充电桩上。不过，李健也指出，宽禁带材料目前可靠性还有待进一步观察。

从市场应用需求看，SiC的市场应用和硅基IGBT完全重合，应用场景明确，GaN则瞄准创新型领域，应用场景存在一定的变数。技术方面，SiC二级管技术已成熟，MOS管也已小批量供货，而SiC基GaN虽然相对成熟，但成本高，Si基GaN则仍不成熟；性价比方面，SiC未来大量量产后有望快速拉低成本，GaN则有待观察，如果新型应用不能如期上量，成本下降会比较缓慢。

“8+12”应对新一轮衰退

对于未来，李健表示回顾全球半导体产业发展趋势看来，半导体产业的发展和整个世界经济发展相对一致。世界经济发展具有一定周期性，从繁荣到衰退再复苏，然后进入下一轮的繁荣，周而复始。

李健指出，在一个完整的经济周期里宽松与紧缩如影随形，都通过货币利率来调节的。因此，他叠加了国际主流货币美元的利率变化规律，作为预判整个产业走势的参考之一。据其分析，综合90年代至今的美元利率变化看来，简单推算美联储利息加到3.5%之时，有可能会面临再一次的衰退。

“如果美联储2019年不加息的表态可信，单次加息幅度和间隔也沿袭惯例，预估需要一到两年的时间可达到3.5%，即可能到2021年会有一轮新较大的衰退。”李健表示。

需求端存在衰退趋势，但供给端又是另一种景况。李健从对中国大陆6英寸、8英寸、12英寸现有产能和计划增长的统计来看， 2018年可用于功率器件的产能为55万片/月（等效于8英寸，下同），2023年将增长到120万片/月，增长率达118%。

“当需求端有比较大的下滑时，供给端却有很大幅的增长这时候就容易产生危机。”李健如是说。对于这样的未来，李健表示华虹宏力的整体战略依然是坚持走特色工艺之路，也就是坚持“8+12”的战略布局，即8英寸“广积粮”、12英寸“高筑墙”。

目前，华虹宏力正通过技术研发将特色工艺从8英寸逐步推进到12英寸，技术节点也进一步推进到90纳米以下，比如65/55纳米。“总结来说，只有积累了雄厚的底蕴，才能够在更高的舞台上走得更稳，即使当时会有一些危机发生。”

不过李健也指出，回顾半导体产业前两个衰退期，第一次从衰退到恢复共3年半时间，第二次也仅3年时间。他强调，整个半导体产业仍然是非常健康的震荡上行，“即使以后碰到危机，没有什么关系，跌倒了爬起来就是了。”

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