近期,全球不同地区的三座功率半导体工厂传来新动态,再次成为了行业焦点:英飞凌泰国新建后端工厂动工;印度Indichip与日本YMTL合作投资16亿美元建首座碳化硅晶圆厂;日本富士电机6英寸碳化硅功率半导体量产,这一系列动作预示着全球功率半导体产业快速发展。
针对功率半导体建设动态,业界认为,功率半导体工厂的建设能够吸引相关的高科技企业在当地聚集,形成完整的半导体产业链,推动当地从传统产业向高科技产业升级。此外,工厂的建设会促进当地原材料和零部件供应商的发展。对于功率半导体制造,需要大量的硅片、化学试剂、特种气体等原材料。当地供应商会因为靠近市场而获得发展机遇,将会加大研发和生产投入,提高产品质量和供应能力。
一、全球聚焦功率半导体市场如火如荼
1、泰国:英飞凌新半导体后端生产基地启动
2025年1月14日,英飞凌在泰国曼谷南部的Samut Prakan动工建造新的半导体后端生产基地,以优化和进一步多元化其制造业务。
这座工厂第一栋建筑计划于2026年初投入运营,之后将根据市场需求灵活管理进一步的产能爬坡。新工厂的所有支出都已包含在英飞凌公司2025年的资本支出预测中。据了解,该项目还得到了泰国投资委员会(BOI)的支持。英飞凌称,随着全球脱碳和气候保护工作推动对功率模块的需求(例如在工业应用和可再生能源领域),高度自动化的工厂将在英飞凌制造格局多元化方面发挥关键作用。
泰国投资委员会秘书长Narit Therdsteerasukdi表示,泰国投资委员会欢迎并支持英飞凌科技在泰国北榄府投资新建功率半导体后端制造厂的决定。“2024年12月,国家半导体和先进电子政策委员会成立,加上英飞凌的投资,将显著改善该地区的半导体行业和生态系统,使泰国成为全球半导体行业的关键参与者。我们致力于支持泰国电子行业的发展,以及成功实施英飞凌在该地区的制造基地扩建计划。”
英飞凌表示,将支持在位于东南亚中心的泰国发展强大的半导体生态系统,涵盖供应链中的关键零部件和材料。通过加强与当地企业和机构的合作伙伴关系,英飞凌还将加强半导体生态系统和熟练劳动力的发展;以及通过与大学和当地企业家的密切合作,英飞凌帮助发展具有先进半导体专业知识的高技能工程师人才库,已经制定了一项全面的培训和教育计划,以提高AI、数字化和自动化方面的能力。第一批泰国工程师在英飞凌其他工厂成功完成了这一培训计划。
此外,英飞凌致力于在2030年实现碳中和,因此脱碳工作是新工厂设计和建设中不可或缺的一部分。在整个价值链中持续减少自身的碳足迹是公司的战略重点。新工厂将配备太阳能模块,自行生产可再生能源。据悉,英飞凌将与当地能源供应商密切合作,确保可靠且绿色的电力供应。
2、印度:投资16亿美元建首座碳化硅晶圆厂
近日,总部位于印度阿马拉瓦蒂的功率半导体初创公司Indichip Semiconductors Ltd.及其日本合资伙伴Yitoa Micro Technology(YMTL)与印度安得拉邦政府签署了一项协议,将投资1400亿卢比(约合16亿美元)在当地建造一座面向功率半导体的碳化硅晶圆厂。
据悉,该碳化硅晶圆厂初始产能约为每月10,000片晶圆。在两到三年内,这一产能预计将增长到每月50,000片晶圆。Indichip的初步工作将集中在6英寸SiC晶圆上,并计划在未来过渡到8英寸晶圆。
资料显示,Indichip成立于2020年,并通过与Yitoa的技术转让协议,获得了碳化硅相关技术。此次双方合作将在印度建立专门用于生产碳化硅器件的先进制造设施。
安得拉邦表示,它将在Kurnool的Orvakal工业区提供土地,以及必要的基础设施和生态系统来支持该项目。
从市场前景来看,随着全球对新能源汽车、可再生能源发电等领域的投资不断增加,碳化硅功率半导体的市场需求呈现快速增长态势。Indichip与YMTL合作建设的碳化硅晶圆厂,有望在这片广阔的市场中占据一席之地。
3、日本:6英寸碳化硅功率半导体启动量产
富士电机在碳化硅(SiC)功率半导体领域有一系列新动态。据日媒报道,富士电机已于2024年12月在日本青森县的半导体制造基地启动6英寸碳化硅(SiC)功率半导体的量产。
根据报道,富士电机原计划在2024年夏季正式量产6英寸碳化硅功率半导体,但由于全球电动汽车(EV)销量出现下滑导致需求减少,富士电机量产进程有所推迟。此次启动6英寸碳化硅功率半导体量产的基地是富士电机旗下的子公司富士电机津轻半导体,位于青森县五所川原市。
早在2023年12月,富士电机就宣布将在2024-2026年内向半导体领域投资2000亿日元(约93亿人民币),重点用于纯电动汽车(EV)电力控制等相关功率半导体器件,还计划在日本境内工厂新建碳化硅功率半导体生产线以提高产能。这一举措也体现出其在该领域持续深耕和扩大优势的决心。
原本富士电机计划在2024年夏季正式量产6英寸碳化硅功率半导体,然而受全球电动汽车(EV)销量下滑、需求减少的影响,量产进程有所推迟。2024年12月,富士电机终于在日本青森县的半导体制造基地——旗下子公司富士电机津轻半导体(位于青森县五所川原市)启动了6英寸碳化硅功率半导体的量产,并且计划在2026财年将产能提高至2023财年的9倍。
另外,富士电机的松本工厂(位于日本长野县松本市)目前不仅生产传统的硅基功率半导体,还为汽车、电力系统及铁路等领域供应碳化硅功率半导体。其新的碳化硅产线也设立在此,预计2027年之后投入运营,将生产8英寸晶圆的碳化硅功率半导体,进一步提升其在碳化硅功率半导体领域的产能和技术水平。
值得一提的是,2024年11月29日,日本经济产业省宣布,将为日本电装与富士电机共同投资的碳化硅半导体项目提供补贴。该项目投资额达2116亿日元(约98亿元人民币),补助金额最高达705亿日元(约33亿元人民币)。
在此次合作中,电装负责生产碳化硅衬底,富士电机负责制造碳化硅功率器件并扩建所需设施。项目预计产能为31万片/年,计划从2027年5月开始供货。这一合作也将借助双方优势,进一步提升富士电机在碳化硅功率半导体领域的实力。
二、碳化硅产业,蒸蒸日上
值得一提的是上述工厂建设聚焦碳化硅领域,根据信息,碳化硅是一种高性能宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高抗辐射能力等特点,其禁带宽度是硅的近3倍,热导率是硅的3倍以上,这使得碳化硅芯片在高温、高压、高频、抗辐射及大功率等条件下能稳定工作,可满足制作高温、高频、抗辐射及大功率器件的需求。
技术上看,碳化硅材料生产的技术门槛较高,尤其是在晶体生长和器件制造上,对设备和技术要求极为严格。从器件端来看,目前,Wolfspeed已实现8英寸碳化硅器件商用,此外得益于在6英寸碳化硅器件方面的积淀,意法半导体、英飞凌、安森美等大厂预计将在2025年完成8英寸碳化硅器件晶圆厂投产。
从材料端上看,目前,国际上6英寸SiC衬底产品已实现商用化,主流几大厂家均推出8英寸衬底样品,6英寸SiC外延产品也已商用化,并且已经研制出8英寸产品,可满足中低压、高压、超高压功率器件制备要求。不过据业界称,目前6英寸碳化硅衬底仍然是衬底市场的绝对主力,正在持续大规模出货,而部分厂商的8英寸试产或小批量量产与6英寸的大规模应用在良率、成本等方面有着本质的差别,8英寸的起量仍然有较大阻力。
TrendForce集邦咨询研究数据表明,目前8英寸的产品市占率不到2%,并预测2027年市场份额将成长到20%左右。
从碳化硅下游应用市场占比情况来看,新能源汽车应用占比最大,达到38%;其次是消费类电源,占比为22%;光伏逆变器占据着15%的份额。
根据TrendForce集邦咨询研究指出,尽管纯电动汽车(BEV)销量增速的明显放缓已经开始影响到SiC供应链,但作为未来电力电子技术的重要发展方向,SiC在汽车、可再生能源等功率密度和效率极其重要的应用市场中仍然呈现加速渗透之势,未来几年整体市场需求将维持增长态势,预估2028年全球SiC Power Device市场规模有望达到91.7亿美金(约648亿元人民币)。