半导体领域的现状及未来发展 五大市场值得关注

未来的半导体产业将迎来蓬勃发展的十年，物联网时代的推动，未来的半导体产业，集成电路产业将形成五大市场，本文介绍了当下半导体各领域的发展现状及未来的前景。

从80年代到现在，整个信息化时代基本上可以分为三个阶段，即互联网时代、移动互联网时代和当下的物联网时代。过去三十年基本上实现的是从无到有的过程，而未来的十年，将会是基于品质的大消费十年，同时也是半导体、集成电路蓬勃发展的十年。

在2017中国集成电路产业促进大会的“国产集成电路生态链论坛”上，华虹宏力战略、市场与发展部部长胡湘俊介绍了当下半导体各领域的发展现状及未来发展机遇。

图1 华虹宏力战略、市场与发展部部长胡湘俊演讲现场

安全芯片国产化已成趋势

物联网的上半场是互联，下半场是大数据。而当下我们还处于物联网的上半场，即处在互联阶段，但是大数据已经随之发展起来。在这样一个时代背景下，安全问题自然而然成为大众关注的焦点。

首当其冲的是金融行业，尤其是随着移动支付的蓬勃发展，信息安全事关所有人的切身利益，是金融行业生死攸关的基石。就市场表现来看，最为明显的是银行卡从磁条卡到芯片卡的换代。而随着未来金融市场发展越来越复杂，安全性也越来越重要，金融安全芯片的国产化已成为大趋势。

此外，在PC端会有可信赖平台模块片、嵌入式安全元件；工业上的智能电表领域；汽车的车联网，包括与后台数据连接及车与车之间的互动，会通过不同的方式将安全芯片嵌入到汽车中，而未来的无人驾驶中安全芯片的国产化也会是一个很重要的方向。另外，安全访问、交通、电子身份证及电子通行证上的应用也将会逐步实现国产化（如图2）。

图2 安全芯片的国产化及华虹宏力的产品表现

华虹宏力作为全球领先的8英寸纯晶圆代工厂，专注于特色工艺研发，提供极富竞争力、高性价比的差异化技术和服务。在智能卡IC代工方面，采用华虹宏力eNVM技术制造的金融IC卡芯片产品分别通过了EMVCo、CCEAL5+、万事达CQM认证等多项国际权威认证。此外，华虹宏力制造的芯片集成了诸如光线感测器，温度、电压感测器等抗攻击的IP，同时具备高可靠性（见图2右）。

微控制器（MCU）：智能时代带来的大发展

在微控制器领域，全球市场一直保持增长态势，尤其近两年，伴随着自动驾驶、人工智能（AI）等技术的爆发，物联网时代的到来，全球微控制器市场持续稳步增长，而华虹宏力的微控制器增长率一直保持在两位数，高于全球市场增长速度。另外，随着智能产业的进一步发展和深化，未来将会有超过一半以上微控制器在8英寸工艺线生产。

智能控制时代的一大重要表现就是各式各样的应用都将采用微控制器：从计算机到移动通讯上的主板控制、安全芯片及其他的控制芯片，包括通讯类的触控屏；消费类的小型家电及大型家电；工业类的智能电表都有大量的应用。另外，在汽车电子领域，不论是传统的车灯控制，还是未来的车联网都会有各式各样的连接控制，微控制器都是很重要的应用。

功率半导体：IGBT国产化率尚显不足

节能减排及绿色能源呼声走高，以智能电网为例，发电、输电、配电、用电等各个环节都离不开功率半导体。

图3 功率半导体的分类

目前，功率半导体市场还相对集中在低于200V的中低压的MOSFET，超级结MOSFET（SJNFET）应用主要分布在400V到900V，这一段应用也相对较多，IGBT应用是在600V以上，1200V到1700V为主。

新能源车或混合动力车对功率器件需求旺盛，不论是充电桩还是车上充电，其充电模块大部分是由SJNFET和IGBT组成，其中SJNFET占据约8成，IGBT为辅。除此以外，SJNFET还有包括汽车的头灯，以及其他的一些AC/DC应用；IGBT在混合动力和纯电动车的电机驱动上则是必不可少的核心器件。

目前SJNFET的国产化已经比较成熟，甚至部分产品性能优于国外产品，而IGBT的国产化率尚显不足，只有消费类和工业类国产芯片参与度相对较好，胡湘俊部长表示，华虹宏力希望在国内电动车市场上大有作为。

车用半导体：国内厂商面临新机遇

在最近几年节能减排的大环境下，传统的燃料汽车，不论是汽油车还是柴油车，除了原来的发动机和变速器芯片以外，起停模块的应用量较大。在新能源汽车逐渐发展起来之后，国内车厂与国外厂商基本上在同一起点，发展比较同步，在电机、电池、逆变器、充电桩、MCU、IGBT等领域，包括其他相关传感器、射频都将快速发展，国内厂商有很大的机会，可能在部分领域实现弯道超车。

图4 电动/混动汽车年需求量

化合物半导体：GaN将大有所为

化合物半导体是一个新兴领域，现在国内有很多人在做基础研究或是小批量生产，有很大一部分还没有转移到8英寸，但是氮化镓（GaN）相对比较早可以转移到8英寸。例如在手机基站中会有很多功率放大器（Power Amplifier，PA）是用LDMOS的，慢慢会由GaN取代，以提高性能，降低成本。随着5G时代的到来，GaN的应用需求将会急速增长，现在部分研究单位已经将其用到8英寸上，但因其高昂的成本，商用并无优势。

图5 基于通讯基站的GaN及LDMOS应用

华虹宏力未来发展规划

华虹宏力作为2016年唯一跻身中国企业发明专利授权量前十名的集成电路企业，主要有三个工厂，华虹一厂主攻智能卡、电源管理和模拟芯片，华虹二厂专注于功率半导体器件，华虹三厂主要致力于逻辑、射频及嵌入式闪存。

到目前为止，华虹宏力月产能约为16万片。其中，据2017年上半年营收数据显示，华虹宏力80%的营收集中在嵌入式非易失性闪存、功率器件、模拟与电源管理三大块。另外，胡湘俊部长表示，汽车电子也将会是华虹宏力未来的发展重点。

图6 华虹宏力2017年上半年销售收入平台划分