扩产之下，中国功率半导体要过剩了？

电子发烧友网报道（文/黄山明）功率半导体作为电能转换、电路控制的核心部件，被广泛用于汽车、消费电子、计算机、网络通信、工控等场景，其中汽车的需求占比最高，将近40%。但中国功率半导体行业起步较晚，国产化率低。恰逢近几年国产替代浪潮兴起，众多企业开始入局功率半导体市场，不过在这大好前景下，日媒却突然泼了一盆冷水，表示中国大幅增产功率半导体，已经存在过剩的风险。
 
日企的担忧
 
5月16日，据日媒报道，中国正在大幅增产控制电力和电压的功率半导体。日本半导体业界团体SEMI Japan（东京都千代田区）通过作为其会员的制造设备厂商，统计了中国截止到今年2月底的半导体工厂新建计划，发现交易的中国新建半导体厂商有22家，其中12家为功率半导体工厂。
 
例如润西微电子与富芯半导体均扩建了使用300mm直径硅晶圆的功率半导体工厂，SEMI Japan判断这两家工厂推进建厂计划的概率达到80%以上，而这两家公司也计划在今年引进日本半导体设备，用于新厂的扩建。
 
此外，还计划引进相关日本半导体设备的厂商如捷捷微电子，不过使用的晶圆尺寸在200mm；成都高真科技，主要生产DRAM，采用300mm晶圆。
 
从技术方面来看，大多数中国新进功率半导体厂商使用的电路微细加工技术已经较为成熟，不过使用的制造工艺基本为90nm，加工技术门槛较低。不过功率半导体的生产需要电路设计及制造方面有丰富经验的技术人员，但这些新建的工厂都有成熟的体系及人员来支撑扩产。
 
对此，日企方面比较担忧，原因在于功率半导体虽是有望提高设备节能性能的基础零部件，但供应过剩可能会导致日本竞争厂商的收益恶化。
 
比如日本的三菱电机等功率半导体大厂仍有较大的国际竞争力，但是大多采用200mm晶圆生产，而国内企业已经转向300mm晶圆，一张晶圆便可以生产日企2.25倍的芯片。
 
另一方面，就在前不久，日本汽车零部件制造大厂电装表示，将与台湾联电建立一个主要的功率芯片生产工厂。同时，日本的东芝、三菱电机等厂商都考虑将在近几年扩建300mm晶圆生产设施，还有许多日本大厂也开始陆续向功率半导体领域投产。
 
有专家表示，日本芯片制造商规模较小，难以扩大生产和营销规模。日本制造商也对进行大笔投资持谨慎态度，以免他们的同行做同样的事情并导致供过于求。当前日本芯片制造商面临的问题在于，他们能否保住自己的利基市场。
 
鉴于这种形势，中国大举向功率半导体领域投资的举动，无疑让日企方面感到担忧。一方面固然是担心大家都扩产可能导致产能过剩的问题，而另一方面则是认为中国功率半导体可能会抢夺日本相关企业的市场。
 
功率半导体市场的窗口期
 
据Omida数据显示，2021年年全球和中国功率半导体市场空间分别为462亿美元和182亿美元，至2025年，全球和中国市场空间有望分别达到548亿美元和195亿美元，年复合增长率达5.92%和4.55%
 
当前，整个功率半导体市场国产化率不到30%，大部分中高端产品仍然依赖于进口。国内厂商主要以二极管、晶闸管等技术壁垒相对较低的品类为主，在大功率MOSFET、IGBT等领域的国产化率更低。
 
如今全球正处于供应链失衡的状态中，近期数据来看，2022年一季度海外主流功率器件厂商交货周期和价格均呈现上升态势。以高压MOS为例，英飞凌交期在52-65周，安森美在36-52周，意法半导体为47-52周。
 
同时下游对于功率器件的需求反而在持续增加，从2021年四季度数据来看，全球和国内主要功率器件厂商的营收增速分别达到了40%和38.06%。
 
并且受益于新能源汽车的高速增长，对于功率器件的需求在不断上升。以IGBT为例，英飞凌交期已经在39-50周，意法半导体的交期也在47-52周。而越是缺货，厂商便越会超额下单，往往导致采购的订单要比真实需要更大。
 
不过即便是去掉那部分非真实需求订单，预计真实订单的需求为实际供货能力的1.5倍，这也意味着IGBT的缺口在50%以上。甚至于产能满载之下，一些厂商已经决定暂停接单，如安森美已经通知客户，今明两年的产能已全部售罄，没有足够产能，即便接单也无法交付，因此目前已停止接单。
 
这种局面也就造成不少国内的下游厂商想要采购IGBT产品，也不得不在国内市场寻找替代品，这也给了国内的功率半导体厂商一个难得的国产替代窗口期。
 
仍以IGBT市场为例，2020年全球IGBT市场规模达66.5亿美元，不过市场较为集中，英飞凌所占的市场份额超过了30%，前十大供应商中，国内供应商的份额较少，仅有士兰微、斯达半导体、华微电子在个别细分品类中进入了前十，市场中仍有较大的国产替代空间。
 
中国功率半导体会过剩吗？
 
中国已经成为全球功率半导体产业的重要市场，国内功率半导体市场发展日益成熟，同时中国作为全球最大的功率半导体消费国，市场规模稳步增长。从应用领域来看，工业控制、汽车电子等领域是我国功率半导体领域需求最大的几个领域。
 
新能源汽车市场的高速增长也将成为国内IGBT最大且增速最快的应用场景。据估算，至2025年国内新能源车用IGBT市场有望达到231亿元，5年CAGR增速达到48%，占国内IGBT 需求的40%。并且应用于新能源汽车的IGBT对于性能、稳定性要求较高，让毛利率达到了35%-40%，成为众多功率器件厂商的香饽饽。
 
同时，从传统燃油车转换至新能源汽车，对于功能率器件的需求也有了较大的增长。通常而言，新能源汽车的功率越大，电气化程度越高，单车功率半导体价值量也就越大。英飞凌数据显示，新能源汽车的单车功率半导体价值量可以达到400美元，是传统燃油车的5倍左右。
 
从国内企业来看，有机构统计截至2022年1月份，国内的功率半导体约为88家，即便今年扩产或新建多家功能率半导体厂商，数量也仅在百家左右，对于全国市场，已足够容纳这些公司。
 
在这些国内的功率厂商中，时代电气、斯达半导体、比亚迪半导体、士兰微、宏微科技等厂商已经取得了车企的定点项目。如时代电气已经大批量供货广汽、东风、小鹏、理想等客户；斯达半导体与国内大部分主流车企已有相关合作，包括比亚迪、广汽、长安、奇瑞、北汽等；比亚迪半导体除了供给母公司，还小批量为东风、长安等企业供货；士兰微主供客户包括零跑、汇川、上汽、吉利等厂商。
 
当前国内的功率器件企业已经可以与英飞凌4代（沟槽栅）和7代（精细沟槽栅）对标产品。同时IGBT厂商也在加快自有产线建设节奏，闻泰科技、时代电气、士兰微和华润微等IDM厂商在IGBT产线上均有布局。
 
国内功率IDM厂商已经开始布局12英寸晶圆产线，产能有望在2022年逐步开出，进一步带动厂商营收增长和产品性能提升。这些新增产能也让日企方面较为忧虑，担心市场产能过剩。
 
但巨丰投资首席投资顾问张翠霞曾表示，全球半导体芯片的产能每年以大约1%至3%的速度增长，但对芯片的需求却基于科技的进步。业界对于产能过剩的预期往往是基于当前市场需求进行的预测，没有考虑到未来更多智能化产业的芯片需求。
 
尽管消费端市场在今年上半年需求减少，但汽车需求仍在不断地增加，并且消费受影响主要在于疫情。随着下半年疫情的缓解，有望将消费再次提振，对于功率半导体的需求也将更大。
 
小结
 
日本功率半导体企业主要市场集中在利基型领域，而中国的企业在发展初期主攻的恰好就是利基型市场，这与日本企业形成直接竞争。但不同的是，中国企业还拥有广阔的市场空间，以及国产替代的绝佳窗口期，更具优势。
 
以往功率器件对产品性能和耐用性起到至关重要作用，因此下游厂商缺乏动力替换供应商。即使产品性能一致，国内厂商也缺乏机会进入供应链。如今从供应链安全角度来考虑，越来越多客户考虑选择了本土供应商，一旦确立功率器件供应，便不会再轻易更换。