首页 / 行业

功率半导体起飞，制程向12英寸拓展

2023-02-10 15:07:00

功率半导体是中国最有希望快速实现国产化的领域。

由于全球对于节能减碳的需求愈发迫切，且新能源、电动汽车、储能和太阳能光电等领域强劲发展，功率半导体被认为是中国半导体产业崛起的可能突破口之一，相关供应商近年来纷纷投入大量资金进行布局，相关计划也陆续传出进度更新的消息。

近日，作为中国功率半导体业界龙头之一的华润微电子宣布，重庆12英寸晶圆制造产线，以及先进功率封装测试基地等两大建设计划，均已建成投产，标志着华润微车用功率装置产业基地已初步成形，将持续支持产品应用升级，进一步完善在车用功率半导体领域的布局。

其中，重庆12英寸晶圆产线建设计划，由华润微、大基金二期与重庆西永微电子产业园区等，共同投资人民币75.5亿元；建成以后，中高阶功率半导体12英寸晶圆月产能预计达到3万～3.5万片。此外还配套建设12英寸外延及薄片制程产能。

另一方面，同样位于重庆的华润微先进功率封装测试基地计划，则致力打造制程全面、技术先进、规模领先，且聚焦于汽车电子和工业控制市场的功率半导体专用封测工厂，其中涵盖模块级、晶圆级、架构级、面板级多条封装测试产线。这项建设于2021年11月正式开工；2022年12月22日，首颗中低压SGT功率装置PDFN 3.3产品顺利生产出来，良率达到99.5%，各项指标满足产品规范。

功率半导体起飞，制程向12英寸拓展

由于中国已经成为全球最大的电动汽车市场，未来功率半导体有望保持平稳成长态势。Omdia预测，2022～2027年中国年均复合成长率大约4.5%，超过全球功率半导体市场成长速度；至2027年，中国功率半导体产业市场规模，预期可达到238亿美元。

面对发展潜力巨大的功率半导体市场，英飞凌（Infineon）、意法半导体（STMicroelectronics）、WolfSpeed等国际大厂，纷纷下场抢占先机。根据Omdia公布的2021年功率半导体市场前十大厂商销售额排名，英飞凌排名第一，安森美（Onsemi）排名第二，意法半导体排名第三，中国则只有闻泰科技旗下安世半导体（Nexperia）上榜，排名第八。在装置方面，由意法半导体、英飞凌等设计生产的SiC MOSFET，已经大量应用于Tesla、现代汽车（Hyundai Motor）等车厂的产品，而中国厂商有斯达半导、比亚迪半导体等，尚处于少量供应阶段。

尽管中国还处于弱势，但对于功率半导体这个被视为中国最有希望快速实现国产化的领域，中国半导体厂商还是豪掷千金“下注”不手软，开工进度也正跑出“加速度”。例如，华润微表示，位于无锡和重庆的产线，都有资本支出规划，产能会进一步提升。另外，中车时代功率半导体装置核心制造产业园建设计划，则已于2022年10月28日开工，总投资额逾人民币52亿元，预期新增8英寸中低压组件基材年产能36万片，产品目标应用领域包括新能源发电及工控、家电。

士兰微以人民币30亿元，透过控股子公司成都士兰投资年产720万块汽车级功率模组封装建设计划，还经由士兰明镓于2022年7月正式启动化合物半导体第二期建设计划，计划投资人民币15亿元，建设一条6英寸SiC功率装置晶圆产线，年产能预计达到14.4万片。接着在2022年10月，士兰微拟募资不超过人民币65亿元，投入年产36万片12英寸晶圆产线、SiC功率装置产线、汽车半导体封装（一期）等。

随着功率装置应用领域逐渐扩大，晶圆制程也正在不断向12英寸拓展当中；功率装置龙头厂商纷纷布局12英寸产线，生产使用量较大的中低压功率装置。目前在12英寸晶圆制造方面，除了上述的重庆产线建设计划以外，华润微还拥有深圳产线建设计划，主要聚焦于40纳米以上模拟特殊制程，一期总投资额人民币220亿元，已于2022年10月29日开工，预期年产能48万片，产品将投入汽车电子、新能源、工业控制、消费电子等应用。

背后有闻泰科技与安世半导体技术支持的鼎泰匠芯，旗下12英寸车用功率半导体自动化晶圆制造中心建设计划，也已经于2021年1月正式启动，同年7月开工。2022年11月18日，鼎泰匠芯举行无尘室交付仪式，首台ASML微影设备搬入，这意味着即将进入试投产阶段。这是中国第一座12英寸车用功率半导体自动化晶圆制造中心，预计月产能可达4.5万片，主要生产MOSFET、GaN FET、SiC FET等功率装置。

展望2030年以后，为了顺应零碳与环保节能的概念成为全球产业共识，被视为排碳大户的电力、工业与交通等产业，预期会在新的需求下，主导接下来电力电子产业的革新；未来功率元件材料包括硅、GaN、SiC及第四类半导体氧化镓等，也都将朝向永续目标发展。

拓展华润测试装置