當(dāng)中國(guó)成為全球最大的機(jī)電、家電、消費(fèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)地，也順勢(shì)成為全球最大的功率器件消費(fèi)市場(chǎng)。集邦數(shù)據(jù)顯示，２０１８年中國(guó)功率器件市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)１２．７６％至２，５９１億美元，到２０２０年將超過３，０００億美元。Ｙｏｌｅ統(tǒng)計(jì)，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)中，中國(guó)占比３９％，居第一位；歐洲第二位，占比１８％；美國(guó)占比８％，日本占６％，其他地區(qū)占２９％。

但是，功率器件的供給和需求卻呈現(xiàn)較大錯(cuò)配。在各類功率器件中，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能供應(yīng)占比均未超過５０％。實(shí)際上，歐美日企業(yè)占有７０％的份額，中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)占有１０％的份額，中國(guó)大陸企業(yè)市場(chǎng)份額約為１０％。因此，功率器件呈現(xiàn)出較大的供需不匹配的格局，進(jìn)口替代空間較大。

近年來，無論是國(guó)家還是產(chǎn)業(yè)界，均高度重視自主功率器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)家通過“０１專項(xiàng)”“０２專項(xiàng)”等政策進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，并通過國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金撬動(dòng)多方資金。自主產(chǎn)品從低端產(chǎn)品逐步向高端產(chǎn)品爬升，并且在特定的領(lǐng)域產(chǎn)生領(lǐng)導(dǎo)者。例如，中車時(shí)代電氣專注于軌道交通領(lǐng)域高壓ＩＧＢＴ；比亞迪專注于電動(dòng)汽車ＩＧＢＴ；士蘭微作為ＩＤＭ綜合型半導(dǎo)體公司，特色工藝平臺(tái)覆蓋功率ＩＣ、半導(dǎo)體功率器件、功率模塊等產(chǎn)品的制造、封裝領(lǐng)域，在消費(fèi)電子、家用電器、工業(yè)等領(lǐng)域建立了較強(qiáng)的品牌優(yōu)勢(shì)。

功率器件?國(guó)產(chǎn)替代三大動(dòng)力

功率半導(dǎo)體是對(duì)功率進(jìn)行變頻、變壓、變流、功率放大及管理的半導(dǎo)體器件，不但實(shí)施電能的存儲(chǔ)、傳輸、處理和控制，保障電能安全、可靠、高效和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，而且將能源與信息高度地集成在一起。雖然功率半導(dǎo)體器件在電力電子裝置中的成本占比通常僅２０％～３０％，但是對(duì)設(shè)備的使用性能、過載能力、響應(yīng)速度、安全性和可靠性影響極為重大，是決定其性價(jià)比的核心器件。從集成度看，可以分為功率器件、功率模組（模塊）和功率集成電路（Ｐｏｗｅｒ ＩＣ，又稱功率ＩＣ、電源管理ＩＣ）。

由于電力電子產(chǎn)品對(duì)綠色、節(jié)能需求的持續(xù)強(qiáng)烈，ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ是目前最重要、也最具發(fā)展?jié)摿Φ墓β拾雽?dǎo)體產(chǎn)品，應(yīng)用范圍從工業(yè)、汽車、無線通訊和消費(fèi)電子，一直延伸到變頻家電、軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。但是，國(guó)外企業(yè)在這一領(lǐng)域還占據(jù)主導(dǎo)地位。例如，在ＭＯＳＦＥＴ領(lǐng)域，根據(jù)ＩＨＳ 的數(shù)據(jù)，前兩大廠商英飛凌和安森美合計(jì)市占率４５．９％；前五大廠商合計(jì)市占率約６４％。在ＩＧＢＴ領(lǐng)域，英飛凌、三菱、富士電機(jī)、賽米控和安森美五大廠商合計(jì)市占率６４．１％。

ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等高端功率半導(dǎo)體器件的進(jìn)口替代動(dòng)力主要來自三個(gè)方面。第一是產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng)，第二是國(guó)際大廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為國(guó)內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造進(jìn)入空間，第三是國(guó)內(nèi)終端企業(yè)基于供應(yīng)鏈成本、議價(jià)能力、服務(wù)響應(yīng)等綜合需求的考慮，國(guó)產(chǎn)化替代的愿望較為強(qiáng)烈。

近幾年，國(guó)際大廠向工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子等高毛利領(lǐng)域發(fā)展，減少或剝離ＰＣ、手機(jī)、家電等消費(fèi)領(lǐng)域的產(chǎn)品供給。２０１８年，英飛凌汽車電子營(yíng)收占比達(dá)到４２％、安森美及羅姆汽車電子營(yíng)收占比達(dá)到３１％，較２００９年提升了１０至２０個(gè)百分點(diǎn)。２０１３年，瑞薩率先退出中低壓ＭＯＳＦＥＴ領(lǐng)域，２０１７年恩智浦（ＮＸＰ）出售其低毛利的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門Ｎｅｘｐｅｉｒａ，專注于汽車電子和智能識(shí)別業(yè)務(wù)。

在需求動(dòng)力上，國(guó)內(nèi)終端企業(yè)基于供應(yīng)鏈成本、議價(jià)能力、服務(wù)響應(yīng)等綜合考慮，國(guó)產(chǎn)化替代的需求逐漸提升。２０１９年以來，受到中興華為及日韓事件影響，國(guó)內(nèi)終端企業(yè)主動(dòng)降低供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力更強(qiáng)。他們向國(guó)內(nèi)傾斜，給了國(guó)內(nèi)上游芯片設(shè)計(jì)、制造企業(yè)更多的機(jī)會(huì)，也能夠幫助上游芯片設(shè)計(jì)、制造企業(yè)提高產(chǎn)品研發(fā)和量產(chǎn)能力。

國(guó)內(nèi)企業(yè)從基礎(chǔ)器件開始?向中高端攀登

另一方面，隨著中國(guó)在消費(fèi)電子、家用電器、汽車、工業(yè)自動(dòng)化、新能源、軌道交通等領(lǐng)域的產(chǎn)能發(fā)展，國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)空間也日益增大。在此背景下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)從基礎(chǔ)器件開始，向中高端攀登。值得注意的是，已有部分企業(yè)開始在各自領(lǐng)域進(jìn)行單點(diǎn)突破，實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的自主替代。

例如，揚(yáng)杰科技是國(guó)內(nèi)主要的二極管、整流橋及整流器芯片生產(chǎn)商，光伏二極管市占率超過３０％，智能電表整流橋市占率約４０％。捷捷微電晶閘管產(chǎn)品占國(guó)產(chǎn)４５％的份額。

聞泰科技于２０１８年１０月取得對(duì)安世半導(dǎo)體（Ｎｅｘｐｅｉｒａ）的絕對(duì)控制權(quán)。安世半導(dǎo)體分立器件、邏輯器件和ＭＯＳＦＥＴ器件市占率皆居全球前三，年度產(chǎn)能超過１，０００億件。但是，隨著中美貿(mào)易摩擦在短期內(nèi)難以消除，跨國(guó)并購(gòu)難以成為國(guó)內(nèi)企業(yè)向高端發(fā)展的主流模式。

士蘭微是國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體龍頭，主要產(chǎn)品包括功率ＩＣ、半導(dǎo)體功率器件及功率模塊，產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋設(shè)計(jì)、制造及封裝。２０１９年，士蘭ＩＧＢＴ器件和智能功率模塊（ＩＰＭ）的營(yíng)業(yè)收入均突破１億元人民幣，成為國(guó)內(nèi)白電ＴＯＰ客戶的半導(dǎo)體供應(yīng)商。士蘭微電子生產(chǎn)的６００Ｖ單管ＩＧＢＴ產(chǎn)品已經(jīng)在電焊機(jī)、變頻器和ＩＰＭ領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，獲得了業(yè)內(nèi)廣泛好評(píng)。

士蘭ＩＰＭ（智能功率模塊）系列產(chǎn)品涵蓋了從２０Ｗ~３０００Ｗ的功率段，可廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、變頻器、風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)工具等應(yīng)用場(chǎng)合，所有芯片都在士蘭微自有的芯片生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了大批量產(chǎn)出。在ＤＩＰ系列ＩＰＭ的基礎(chǔ)上，士蘭微推出了ＳＯＰ系列ＩＰＭ，在其內(nèi)部不僅內(nèi)置了功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路，還集成了控制單元ＭＣＵ，使得系統(tǒng)更加集成化、小型化、智能化。士蘭ＩＰＭ已被海信、海爾、長(zhǎng)虹、美的等知名白電廠商批量采用，２０１９年上半年，士蘭ＩＰＭ在下游變頻空調(diào)等白電整機(jī)上使用量超過３００萬顆。士蘭微至今已形成ＩＰＭ芯片設(shè)計(jì)、流片、封裝、測(cè)試、系統(tǒng)驗(yàn)證一體的全流程體系以及完善的質(zhì)量管控體系。

在ＩＤＭ模式下，士蘭微已形成特色工藝技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的緊密互動(dòng)，以及器件、集成電路和模塊產(chǎn)品的協(xié)同發(fā)展，產(chǎn)品可以協(xié)同、成套進(jìn)入整機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，市場(chǎng)前景廣闊。近兩年，士蘭微功率解決方案發(fā)展迅速，已經(jīng)在變頻電機(jī)控制領(lǐng)域推出完整的應(yīng)用方案和配套電路，并完成產(chǎn)業(yè)布局，廣泛應(yīng)用于白色家電、電動(dòng)工具、園林工具等無刷直流電機(jī)控制；在智能手機(jī)等便攜式電子領(lǐng)域，士蘭微已推出旅充、移動(dòng)電源和車充的多協(xié)議快充解決方案系列芯片組。２０１９年上半年，士蘭微宣布已研制成功全部芯片均自主研發(fā)的電動(dòng)汽車主電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，該產(chǎn)品參數(shù)性能指標(biāo)先進(jìn)，已交付客戶測(cè)試。士蘭微還在化合物功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)上持續(xù)加大投入，爭(zhēng)取盡快推出硅基ＧａＮ功率器件以及完整的應(yīng)用系統(tǒng)，并在規(guī)劃ＳｉＣ功率器件中試線的建設(shè)。

２０１９年１１月，士蘭微公告新建“特色功率模塊及功率器件封裝測(cè)試生產(chǎn)線項(xiàng)目”，項(xiàng)目建成后，將形成年產(chǎn)４，８００萬塊ＩＰＭ特色功率模塊、１．８億顆ＴＯ系列等功率器件的封裝測(cè)試能力，預(yù)計(jì)新增年銷售收入２．９２億元，凈利潤(rùn)４，４６０萬元。這顯示出公司持續(xù)看好國(guó)產(chǎn)自主中高端功率半導(dǎo)體的發(fā)展勢(shì)頭，繼續(xù)加碼。

而在細(xì)分市場(chǎng)上，中車時(shí)代電氣專注于４５００Ｖ以上ＩＧＢＴ研發(fā)，產(chǎn)品用于軌道交通領(lǐng)域，自主生產(chǎn)的ＩＧＢＴ全面應(yīng)用于復(fù)興號(hào)動(dòng)車組。比亞迪于２００５年開始組建ＩＧＢＴ團(tuán)隊(duì)，并于２００８年收購(gòu)寧波中緯，之后相繼推出ＩＧＢＴ芯片及模塊。２０１８年底，比亞迪搭載ＩＧＢＴ２．５芯片的模塊開始外供，搭載ＩＧＢＴ４．０芯片的模塊順利裝車。

大基金持續(xù)支持?政策力度不減

隨著２０１４年有關(guān)部門頒布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，并設(shè)立國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)基金（大基金），半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)推進(jìn)至國(guó)家高度。大基金一期（２０１４．９～２０１８．５）已經(jīng)投資完畢，投資總額達(dá)到１，３８７億元，累計(jì)投資項(xiàng)目超過７０個(gè)，涉及公司５２家。大基金二期于２０１９年１０月２２日成立，注冊(cè)資本２，０４１．５億元，根據(jù)此前有關(guān)報(bào)道，大基金二期將進(jìn)一步支持龍頭企業(yè)做大做強(qiáng)，提升成線能力，同時(shí)還將此續(xù)推進(jìn)國(guó)產(chǎn)裝備材料的下游應(yīng)用。

功率半導(dǎo)體是大基金支持的重要領(lǐng)域之一。２０１６年２月，士蘭微公告與大基金共同投資建設(shè)８吋芯片生產(chǎn)線，該項(xiàng)目于２０１７年６月正式投產(chǎn)，導(dǎo)入了高壓集成電路、高壓ＭＯＳＦＥＴ、低壓ＭＯＳＦＥＴ、肖特基管、ＩＧＢＴ等多個(gè)產(chǎn)品量產(chǎn)，２０１８年總計(jì)生產(chǎn)２９．８６萬片，２０１９上半年增長(zhǎng)至１７．６萬片。２０１９年８月，士蘭微公告與大基金共同追加投資，建設(shè)８吋線二期項(xiàng)目。項(xiàng)目完全達(dá)產(chǎn)后，將新增高壓集成電路１２萬片／年、功率半導(dǎo)體器件芯片２６．４萬片／年、ＭＥＭＳ芯片４．８萬片／年，預(yù)計(jì)新增年銷售收入９．６６億元，年利潤(rùn)總額２．０８億元。

大基金還撬動(dòng)多個(gè)省市成立區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)基金，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至２０１９年５月，各個(gè)地方集成電路基金累計(jì)規(guī)模已經(jīng)超過５，８００億元。２０１７年１２月，士蘭微與廈門半導(dǎo)體投資集團(tuán)計(jì)劃共同投資２２０億元，在廈門規(guī)劃建設(shè)2條１２吋９０～６５ｎｍ的特色工藝芯片生產(chǎn)線和一條４／６吋兼容先進(jìn)化合物半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線；前者包括硅基功率半導(dǎo)體芯片和ＭＥＭＳ傳感器芯片，后者定位在高端ＬＥＤ芯片、第三代功率半導(dǎo)體器件和光電模塊。目前，１２吋線廠房已結(jié)頂，正在進(jìn)行凈化廠房裝修和機(jī)電設(shè)備安裝，預(yù)計(jì)今年四季度進(jìn)入試生產(chǎn)階段；后者已經(jīng)在２０１９年四季度開始進(jìn)入試生產(chǎn)。

２０１９年１０月８日，工信部在答復(fù)政協(xié)十三屆全國(guó)委員會(huì)民進(jìn)９組的《關(guān)于加快支持工業(yè)半導(dǎo)體芯片技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化自主發(fā)展的提案》表示：“工業(yè)半導(dǎo)體材料、芯片、器件及絕緣柵雙極型晶體管（ＩＧＢＴ）模塊的發(fā)展滯后將制約我國(guó)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，進(jìn)而影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！?/p>

工信部表示，近年來先后推出多項(xiàng)政策推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)：一是于２０１７年推出“工業(yè)強(qiáng)基ＩＧＢＴ器件一條龍應(yīng)用計(jì)劃”，針對(duì)新能源汽車、智能電網(wǎng)、軌道交通三大領(lǐng)域，重點(diǎn)支持ＩＧＢＴ設(shè)計(jì)、芯片制造、模塊生產(chǎn)及ＩＤＭ、上游材料、生產(chǎn)設(shè)備制造等環(huán)節(jié)，促進(jìn)ＩＧＢＴ及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二是指導(dǎo)湖南省建立功率半導(dǎo)體制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，協(xié)同攻關(guān)工業(yè)半導(dǎo)體材料、芯片、器件、ＩＧＢＴ模塊領(lǐng)域關(guān)鍵共性技術(shù)。三是指導(dǎo)中國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布《中國(guó)ＩＧＢＴ技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（２０１８－２０３０）》，引導(dǎo)我國(guó)ＩＧＢＴ行業(yè)技術(shù)升級(jí)，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

IDM模式更有利于

自主高端功率半導(dǎo)體發(fā)展

從國(guó)際大廠的歷史來看，全球功率半導(dǎo)體龍頭均為ＩＤＭ（設(shè)計(jì)制造一體化）企業(yè)，如英飛凌、安森美、ＳＴ、羅姆等，他們擁有自己的晶圓廠、芯片廠、封測(cè)廠。在中國(guó)臺(tái)灣有茂達(dá)電子、富鼎電子等一批功率器件的設(shè)計(jì)企業(yè)。在國(guó)內(nèi)，士蘭微、揚(yáng)杰科技、華微電子為代表性的ＩＤＭ企業(yè)，中車時(shí)代電氣及比亞迪也選擇ＩＤＭ模式生產(chǎn)ＩＧＢＴ；華虹半導(dǎo)體、方正微電子以代工為主，華潤(rùn)微電子以代工為主、但也在向ＩＤＭ模式方向發(fā)展，目前純?cè)O(shè)計(jì)企業(yè)包括韋爾股份、無錫新潔能等少數(shù)企業(yè)。這意味著制造能力建設(shè)是功率半導(dǎo)體企業(yè)走向中高端核心要素。

究其原因，功率半導(dǎo)體遵循特色工藝（Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ Ｍｏｏｒｅ），即器件價(jià)值的提升不完全依靠尺寸的縮小，而是通過功能的增加。在這個(gè)意義上，ｅＮＶＭ、ＢｉＣＯＭＳ、ＲＦＣＯＭＳ、ＢＣＤ、ＭＥＭＳ等工藝都屬于非尺寸依賴的特色工藝。另外，功率半導(dǎo)體產(chǎn)品性能與應(yīng)用場(chǎng)景密切相關(guān)，導(dǎo)致平臺(tái)多、產(chǎn)品類型多。例如安森美ＭＯＳＦＥＴ超過２，５００種，以及驅(qū)動(dòng)芯片逾１５０種；英飛凌ＭＯＳＦＥＴ產(chǎn)品電壓范圍從１２Ｖ到９５０Ｖ，質(zhì)量等級(jí)從工業(yè)級(jí)到汽車級(jí)，種類超過３３００種，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片超過５００種。

可見，功率器件企業(yè)要構(gòu)筑核心競(jìng)爭(zhēng)力，就需要在堅(jiān)持以ＩＤＭ為主要經(jīng)營(yíng)模式的情況下，一方面以下游終端用戶為主要服務(wù)對(duì)象，以更好地理解客戶需求，按需生產(chǎn)不同電性功能的功率器件，從而使生產(chǎn)更具彈性，有效提升生產(chǎn)效率；另一方面要在系統(tǒng)的引領(lǐng)下，持續(xù)開展技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，以更好地加速技術(shù)及應(yīng)用積累，在深度及廣度上覆蓋下游客戶日益增長(zhǎng)的定制化需求。

具體而言，國(guó)產(chǎn)品牌要切入客戶的供應(yīng)鏈體系，就需要企業(yè)能夠支持長(zhǎng)期研發(fā)和持續(xù)改進(jìn)。例如，更換ＩＧＢＴ產(chǎn)品的認(rèn)證周期在３年左右，下游客戶對(duì)原供應(yīng)商的粘性極強(qiáng)。這就需要企業(yè)通過ＩＤＭ模式形成的設(shè)計(jì)與工藝相結(jié)合的綜合實(shí)力，提升產(chǎn)品品質(zhì)、加強(qiáng)控制成本，向客戶提供差異化的產(chǎn)品與服務(wù)，提高向大型廠商滲透的能力。只有對(duì)生產(chǎn)線和設(shè)備精通的企業(yè)才能突破這些技術(shù)難點(diǎn)。

例如，特定耐壓指標(biāo)的ＩＧＢＴ器件，芯片厚度需要減薄到２００～１００μｍ，對(duì)于較高要求的器件，甚至需要減薄到６０～８０μｍ，目前國(guó)內(nèi)普遍可以減薄到１７５μｍ。當(dāng)硅片厚度減到２００～１００μｍ的量級(jí)，后續(xù)加工處理非常困難，硅片極易破碎和翹曲，特別是針對(duì)８吋以上的大硅片。據(jù)士蘭微電子人員的介紹，為突破超薄晶圓后道制造工藝的技術(shù)難點(diǎn)，士蘭微電子引進(jìn)了全系列的業(yè)界先進(jìn)制程設(shè)備，包括用于超薄晶圓薄化工藝的Ｔａｉｋｏ減薄機(jī)臺(tái)，與之配套的光刻、雜質(zhì)高能注入及實(shí)現(xiàn)ＩＧＢＴ場(chǎng)截止層雜質(zhì)激活的激光退火等設(shè)備。２０１９年上半年實(shí)現(xiàn)１２０μｍ硅厚度的１３５０Ｖ ＲＣ ＩＧＢＴ器件的生產(chǎn)釋放，并實(shí)現(xiàn)對(duì)終端客戶的批量供貨，在感應(yīng)加熱應(yīng)用領(lǐng)域成功地替代了同類型進(jìn)口器件產(chǎn)品。士蘭微電子的１３５０Ｖ ＲＣＩＧＢＴ系列產(chǎn)品基于自研的第三代場(chǎng)截止（Ｆｉｅｌｄ－Ｓｔｏｐ ＩＩＩ）工藝平臺(tái)，進(jìn)一步優(yōu)化后道工藝制程，在ＩＧＢＴ器件的內(nèi)部集成了續(xù)流二極管結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，士蘭微電子在自有的８英寸芯片生產(chǎn)線上已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了幾類關(guān)鍵工藝的研發(fā)與批量生產(chǎn)，是目前國(guó)內(nèi)為數(shù)不多已全面掌握上述核心技術(shù)的大尺寸功率半導(dǎo)體器件廠家。