近日，臺積電逆勢增長的三季度財報令人再次感嘆晶圓代工的火熱，近些年晶圓代工的地位節節攀升，成為了產業中大受關注的存在。然而，從全球芯片產能結構來看，純晶圓代工廠的產能占比卻只占了20%左右，雖然晶圓代工“炙手可熱”，但不得不承認，當前扛起全球芯片產能的依舊還是那些IDM大廠。中芯國際聯合首席執行官趙海軍就曾指出，全球集成電路產能80%來自于美國、歐洲的IDM工廠。
在過去那段極其嚴重的缺芯潮器件，相較于只能依賴代工廠、需要進行產能爭奪的芯片設計企業，IDM廠商的優勢及其明顯，穩定的產能供應、較短的交貨周期、更強的設計生產能力的適應性…雖然，面對當前不見底的下行周期，IDM廠商和晶圓代工廠一樣也需要縮減資本支出，不過凡事都有例外，而功率器件就是這個例外，功率IDM巨頭們似乎選擇了一條與邏輯、存儲IDM廠商背道而馳的逆勢擴產之路。
沖向12英寸的2021
眾所周知，功率半導體是能量轉換和控制的核心器件，按照應用領域分，汽車、工業和消費電子是功率半導體的前三大終端市場。由于功率半導體對設計與制造環節結合的要求更高，因此采取IDM模式更有利于設計和制造工藝的積累，能夠加快推出新產品速度，從而獲得更強的競爭力，2021年全球功率半導體十強榜單基本都被IDM廠商占領。
圖源：Omida
2021年可以稱得上是功率半導體的高光年，這一年中功率器件漲價已成為了不足為奇的事情，像英飛凌、安森美、意法半導體等巨頭更是在一年內發布多次漲價函，到了2021年6月，大部分原廠出貨價格漲幅甚至高達30％－40％。
分析原因主要有兩方面，一方面是去年新能源汽車、新能源發電、工業自動化、軌道交通等下游需求的多點爆發，使得功率半導體市場需求大增。另一方面就是8英寸晶圓代工產能緊缺，功率半導體主要在8英寸晶圓上加工制造，但是去年無論國內外的功率IDM巨頭似乎都熱衷于擴建12英寸晶圓，例如：
去年3月，東芝宣布將新建300mm晶圓廠，用于生產MOSFET和IGBT；英飛凌在去年9月宣布其位于奧地利菲拉赫的300毫米薄晶圓功率半導體芯片工廠正式啟動運營；安森美從去年8月開始提高其位于 East Fishkill 的 300mm 晶圓廠的產能；
此外，去年國內聞泰科技安世半導體宣布在上海臨港投資120億元新建一座12英寸晶圓廠，主產功率半導體；5月前后，士蘭微旗下士蘭集科啟動了第一條12英寸芯片生產線，新增年產24萬片12英寸高壓集成電路和功率器件芯片技術提升及擴產項目；同年6月，華潤微與大基金聯合投資75.5億新建12英寸晶圓生產線，建成后預計將形成月產3萬片12寸中高端功率半導體晶圓生產能力。
12英寸的如火如荼，卻讓8英寸晶圓更為“捉襟見肘”，且不說新建一條晶圓生產線本身就大約需要1-2年時間，短期內難以解決產能為題，更為重要的是，大部分的12英寸晶圓廠是由原來8英寸產線改造來的，功率半導體供需失衡壓力進一步加大，到了2021年7月，部分功率半導體產品交貨周期已經接近一年半，推動著功率器件產業景氣度持續上行，即便到了今年上半年，功率半導體的需求依舊旺盛，這點從各大IDM廠的二季度財報中就可以看出。
安森美2022 年第 2 季營收年增25%至20.85億美元，再創歷史新高，車用、工業用芯片合并營收自2021年第2季的9.89億美元成長38%至13.658億美元；意法半導體第2季凈利達38.4億美元，汽車產品和離散組件產品部(ADG)營業利潤激增251.1%，總計3.592億美元；恩智浦2022年第二季營收年增28%至33.12億美元，車用部門營收年增36%至17.13億美元；英飛凌2022 財年第三季度的營收達36.18億歐元，與去年同期相比增長33%，毛利率為43.2%，其中汽車收?從前三個月的14.91億歐元增至17.01億歐元…
僅從大廠的財報來看，汽車確實是支撐功率半導體產業發展的頂梁柱。
2022下半年，SiC越戰越勇
其實，在今年上半年的時候，消費電子市場就已經有所疲軟，不過彼時全球缺芯缺口依舊存在，因此仍有大量廠商選擇擴產，到了下半年，急速反轉的供需關系，再加上直線下滑的需求，進一步沖擊了半導體市場，不少大廠紛紛縮減資本支出，但功率IDM巨頭們卻依然選擇了再次出擊。
以功率半導體龍頭廠商英飛凌為例，就在10月14日，英飛凌宣布在匈牙利采格萊德開設一家新工廠，用于大功率半導體模塊的組裝和測試，以推動作為全球碳減排關鍵的汽車電動化進程。此外，英飛凌還進一步擴大了投資，提高大功率半導體模塊的產能，廣泛用于風力發電機、太陽能模塊以及高能效電機驅動等應用，推動綠色能源的發展。英飛凌科技首席運營官Rutger Wijburg對此表示，新工廠的建設將進一步助力英飛凌滿足日益增長的電動汽車應用需求。
這不是英飛凌在今年下半年以來第一次宣布擴產，在今年7月，其就已宣布將投資18.07億美元在馬來西亞吉打州居林興建晶圓廠，預計于2024年第三季竣工。當時英飛凌表示，全球積極推動減碳，電動汽車、充電和儲存基礎設施以及再生能源對寬能隙功率半導體的需求正成長，準備提供需求支持。
除了英飛凌外，歐美另外兩家IDM大廠則都選擇了擴產碳化硅。其中，安森美在9月21日舉行捷克Roznov碳化硅廠擴建落成剪彩儀式，擴建后的捷克廠將在未來2年內把碳化硅產能提高16倍，2023年底前安森美將給捷克廠加碼投資3億美元。同樣，這也不是安森美下半年落成剪彩的第一家工廠，8月11日，安森美宣布，位于美國新罕布什爾州Hudson的碳化硅廠已舉行落成剪彩儀式。就在8月1日，安森美曾披露，透過與多家客戶簽訂的長期供應協議，未來3年客戶已承諾采購碳化硅金額合計達40億美元。
意法半導體則是選擇建設SiC襯底工廠。10月5日，意法半導體宣布，將在意大利卡塔尼亞新建一個SiC襯底工廠，以滿足客戶對汽車和工業應用對 SiC 器件日益增長的需求隨著他們過渡到電氣化并尋求更高的效率，借此實現意法半導體40%碳化硅襯底的自主供應，新工廠預計將于2023年開始生產。
圖源：意法半導體
要說功率IDM巨頭擴產，那必然不能缺了日本。日本作為功率半導體強國，占據了功率半導體十強榜單中的一半席位。
據日經新聞7月報道，富士電機將于2024年度把新一代功率半導體的產能提高到2020年度的約10倍。富士電機預計純電動汽車等領域的需求將會擴大，為了做好向汽車行業供應產品的準備，將在日本國內的工廠建立量產體制。據了解，富士電機新一代功率半導體使用的材料正是碳化硅。此外，其子公司富士電機津輕半導體的工廠也將引進新一代功率半導體的新生產線，從2024年度開始量產，到2025年度，將把碳化硅功率半導體在半導體業務銷售額中的占比提高到10％左右，目標是2025～2026年在全球碳化硅功率半導體市場上占據2成份額。
據日本媒體Newswitch 9月報導，日立旗下子公司日立功率半導體除計劃對轄下臨海工廠、山梨工廠進行投資外，也將協助委外代工伙伴的工廠進行投資，目標在2027年之前將使用于EV、空調等用途的功率半導體產能擴增至現行的約3倍，整體投資額(包含設備導入、折舊費以及對代工廠的投資)預估將達一千數百億日圓，主因來自電動車等用途的需求攀高、產能陷入不足。
不過各大巨頭擴產也是底氣在手，畢竟能在如今這個低迷大環境下，還能繼續漲價的產品屈指可數。羅姆和恩智浦就曾雙雙被曝即將漲價，IC Insight更是預計功率半導體2022年平均售價將上漲11%，這是2010年經濟復蘇以來的最高漲幅。
從上述廠商擴產消息來看，刺激他們此次逆勢擴產的最大動力依舊是日益增長的電動汽車應用需求。雖然低迷的經濟在一定程度上也影響到了汽車產業，但長遠來看，純電動車終將成為主導，LMC Automotive預測到了2034年，純電動車銷量占比能達近一半。
各動力總成占全球乘用車銷量的構成比預測
圖源：LMC Automotive
而相較于去年熱火朝天的12英寸晶圓擴建，今年下半年，碳化硅則成為了功率IDM廠商的重頭戲,畢竟由碳化硅制成的新一代功率半導體可耐受比現有硅產品更高的電壓，能大幅減少功率損耗，有助于延長純電動汽車的續航距離和實現電池小型化。
日本市調機構富士經濟調查報告指出，因汽車/電子設備需求擴大，預估2030年全球功率半導體市場規模將擴增至5兆3,587億日圓，其中SiC功率半導體市場規模(包含SiC-SBD、SiC-FET、SiC功率模塊)預計到2030年將擴大至9,694億日圓、將較2021年暴增11.8倍。通過兩個市場規模對比，SiC功率半導體市場仍有著不小的成長空間，未來的擴產勢頭或許會更加火熱。
本土功率IDM大廠，不甘示弱
對本土半導體廠商來說，IDM廠商是相對稀有的，因為建造晶圓產線的費用實在過于昂貴，不是普通的中小企業可以負擔得起的，即便如此，我國依然有不少功率IDM廠商，這與功率半導體本身的產業性質有著莫大的關系。去年，在一眾海外功率半導體廠商不斷漲價，和延長交貨的影響下，本土功率IDM廠商開始嶄露頭角，迎來了前所未有的發展新機遇。今年下半年，面對半導體產業寒冬，他們的擴產勢頭也是絲毫不減。
10月14日，士蘭微披露再融資預案，65億元募集資金將用于SiC功率器件生產線等項目的建設。公告顯示，SiC功率器件生產線建設項目投資總額為15億元，在士蘭明鎵現有芯片生產線及配套設施的基礎上，通過購置生產設備提升SiC功率器件芯片的產能，用于生產SiC MOSFET、SiC SBD 芯片產品；項目達產后，將新增SiC MOSFET芯片12萬片/年、SiC SBD芯片2.4萬片/年的生產能力。
圖源：士蘭微
另一家功率巨頭時代電氣則投資百億元擴產功率器件項目。9月底時代電氣發布公告稱，控股子公司中車時代半導體擬投資中低壓功率器件產業化建設項目，項目投資總額約111.2億元，主要投資項目包含宜興子項目和株洲子項目。其中，宜興子項目投資金額約58.3億元，產品主要用于新能源汽車領域；株洲子項目投資金額約52.9億元，產品主要應用于新能源發電及工控、家電領域。
從時代電氣最新一季度的財報來看，其業績確實十分喜人。今年前三季度時代電氣實現營業收108.76億元，同比增長27.56%，其中新興裝備產品收入同比增長約1.37倍，細分來看，時代電氣功率半導體器件實現營業收入12.92億元，同比增長77.82%，可以說實現了飛速增長，也從側面證實了功率半導體的景氣市場。
除了擴產外，近期不少IDM大廠的功率半導體項目也取得了新進展，比如長沙比亞迪半導體8英寸汽車芯片生產線9月5日順利完成安裝，并啟動生產調試預計10月初正式投產，年產汽車規芯片50萬片；9月，捷捷微電高端功率半導體項目主體已完工。捷捷微電曾在今年上半年發布公告稱，將在“高端功率半導體產業化建設項目”的基礎設施及配套的基礎上，建設總投資約6.5億元的二期項目，擬采用芯片線寬0.13微米先進工藝制程。
中國是功率半導體大國，從市場空間來看，中國功率半導體市場增速甚至高于全球增速。Omida 數據顯示，2021年—2024年全球功率半導體市場規模復合增速為 6.9%，而中國功率半導體市場規模預計2024 年將達到195.22 億美元，三年復合增速為 7.53%。
但與快速增長的市場規模相對的是不到 20%的IGBT 產品自給率。目前來看，本土功率企業的競爭主要還是集中在中低端產品領域，對于MOSFET、IGBT 等分立器件較大程度上依賴進口，但隨著國內廠商發力布局功率器件，銀河證券研究院預計到2024年，IGBT產品國產化率能達到 40%。
國內 IGBT 自給率情況
圖源：銀河證券研究院
SEMI最新報告數據也在一定程度上印證了本土功率廠商的發展之猛，SEMI 200mm Fab Outlook to 2025 報告顯示，從 2021 年到 2025 年，汽車和功率半導體的晶圓廠產能以 58% 的速度增長，其中中國將在 200 毫米產能擴張方面領先世界，到 2025年將增長 66%。上文提到，200mm也就是8英寸，正是制造功率半導體所需晶圓，因此200 mm晶圓產能的擴張勢必也會對本土功率半導體產業起到一定的推動作用。
寫在最后
一般來說，產業巨頭們的動態是可以反映出了整個行業的前景趨勢。從海外功率IDM巨頭擴產勢頭來看，我們可以相信功率器件將高景氣延續，短期內供過于求機率較低，而根據本土功率IDM巨頭動態，我們也可以相信，我國的功率器件產業的發展正當時！
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