功率器件是電力電子行業(yè)的重要基礎(chǔ)元器件之一，管理著全球超過(guò)50%的電能資源，廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備的電能轉(zhuǎn)化和電路控制等領(lǐng)域，是工業(yè)體系中不可或缺的核心半導(dǎo)體器件。

最近，芯八哥“走進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國(guó)內(nèi)一家快速發(fā)展的功率半導(dǎo)體新銳企業(yè)—功成半導(dǎo)體的COO劉燁，探討在功率半導(dǎo)體景氣度高企的背景下，當(dāng)前功成半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展情況以及對(duì)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的展望。

高壓超結(jié)MOSFET產(chǎn)品供不應(yīng)求，預(yù)計(jì)今年銷售額將近1億元

據(jù)了解，功成半導(dǎo)體成立于2018年，主要從事低壓屏蔽柵SGT、高壓超結(jié)MOSFET、溝槽柵場(chǎng)截止型IGBT、SiC SBD、SiC MOSFET、GaN HEMT、功率模塊IPM、功率IC的設(shè)計(jì)、研發(fā)和銷售，聚焦智能家電、數(shù)據(jù)中心、光伏儲(chǔ)能、汽車電子等四大領(lǐng)域，產(chǎn)品已應(yīng)用于通訊電源、服務(wù)器電源、直流充電樁、儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏逆變器、汽車電子等細(xì)分市場(chǎng)。

“我們目前的主營(yíng)業(yè)務(wù)為功率半導(dǎo)體的研發(fā)和銷售，具體產(chǎn)品線包括MOSFET、IGBT、IPM模塊和第三代半導(dǎo)體等。其中，MOS是我們目前主要的產(chǎn)品線，基本上我們?nèi)ツ旰徒衲曛饕漠a(chǎn)值都來(lái)源于此。”劉燁向記者介紹道，“除了MOS外，我們現(xiàn)在主推的IGBT產(chǎn)品L1和F1系列已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，自主研發(fā)生產(chǎn)的IPM模塊產(chǎn)線也已通線試產(chǎn)；第三代半導(dǎo)體方面，碳化硅SBD已推出650-1200V，支持2-60A電流范圍。1200V碳化硅MOS支持16-100mohm，目前已全面接受市場(chǎng)訂貨。”

作為一家成立僅4年的初創(chuàng)公司，功成半導(dǎo)體的發(fā)展速度已經(jīng)超越了絕大部分同行。

據(jù)公司透露，早在2020年產(chǎn)品導(dǎo)入期，公司就做了400萬(wàn)左右的產(chǎn)值。經(jīng)過(guò)一年時(shí)間的鋪墊，在2021年的“缺芯漲價(jià)”行情中公司實(shí)現(xiàn)了超過(guò)10倍的增長(zhǎng)，當(dāng)年銷售額達(dá)到了4,000萬(wàn)元。今年雖然行情有所放緩，但預(yù)計(jì)銷售額也會(huì)在1億元左右，基本上維持以每年超過(guò)100%的成長(zhǎng)速度在高速發(fā)展。

在MOS領(lǐng)域，功成半導(dǎo)體主要以中高端產(chǎn)品線為主，主動(dòng)放棄了利潤(rùn)較低競(jìng)爭(zhēng)激烈的低端平面產(chǎn)品。目前，已經(jīng)形成低壓屏蔽柵SGT和高壓超結(jié)MOSFET兩大成熟的產(chǎn)品線。

其中，低壓屏蔽柵SGT，目前在售的主要是第二代產(chǎn)品，30V-200V的全產(chǎn)品系列都可以提供，主要應(yīng)用在服務(wù)器等領(lǐng)域；而高壓超結(jié)MOSFET，型號(hào)眾多，能覆蓋500~900V的電壓范圍。作為公司現(xiàn)階段的主打產(chǎn)品，技術(shù)性能指標(biāo)各方面基本上可以排到國(guó)內(nèi)前三。

功成半導(dǎo)體主要系列產(chǎn)品

資料來(lái)源：功成半導(dǎo)體

劉燁指出：“為確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，我們與國(guó)內(nèi)最好的晶圓代工廠和芯片封測(cè)廠商形成了穩(wěn)定的合作機(jī)制，基于先進(jìn)的工藝平臺(tái)，對(duì)標(biāo)國(guó)外品牌6、7代的技術(shù)水平。憑借優(yōu)異的性能和強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求，使得高壓超結(jié)器件產(chǎn)品一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，業(yè)務(wù)量實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。”

記者注意到，在眾多的應(yīng)用場(chǎng)景中，新能源和服務(wù)器是功成半導(dǎo)體MOS業(yè)務(wù)量最大的兩大客戶來(lái)源。

其中，新能源主要應(yīng)用在直流充電樁上，目前合作的廠商有英飛源、星星、國(guó)網(wǎng)、動(dòng)力源等頭部的充電樁企業(yè)，是今年銷售額最大的單體細(xì)分行業(yè)；而服務(wù)器電源則在長(zhǎng)城、中電科等廠商中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量出貨。

而在IGBT領(lǐng)域，功成半導(dǎo)體以650V系列和1200V系列為代表的第一代產(chǎn)品已于近期實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，主要用在變頻電機(jī)和車載的OBC應(yīng)用里面。

“除了上述系列產(chǎn)品外，我們的3000~5000k開關(guān)頻率的高頻F系列產(chǎn)品，將在今年Q4正式上市，主要應(yīng)用在光伏儲(chǔ)能上。”劉燁說(shuō)道，“今年主要是客戶初步導(dǎo)入階段，因此這兩塊我們預(yù)計(jì)在今年能夠?qū)崿F(xiàn)1,000萬(wàn)左右的產(chǎn)值。不過(guò)，從我們的在手訂單和客戶的需求來(lái)看，明年IGBT業(yè)務(wù)預(yù)期會(huì)快速放量，兩大系列IGBT產(chǎn)品基本上合計(jì)能夠完成大概5,000萬(wàn)的產(chǎn)值。”

最后在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，功成目前有碳化硅和氮化鎵兩個(gè)主要的產(chǎn)品線。基于創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在中科院上海微系統(tǒng)所等高校期間的博士課題研究，因此在碳化硅領(lǐng)域，公司已積累多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)沉淀。

劉燁指出：“在碳化硅MOS方面，我們現(xiàn)在產(chǎn)品線主要是1200V的電壓，16-100mohm的電阻這樣一個(gè)產(chǎn)品系列。目前40/80mohm系列是我們主打的量產(chǎn)產(chǎn)品。此外，在氮化鎵方面，目前主要處在一個(gè)工藝優(yōu)化的階段。”

值得一提的是，目前的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，談功率半導(dǎo)體除了MOSFET和IGBT外，都得談第三代半導(dǎo)體，足見當(dāng)下國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體的火熱。

針對(duì)此現(xiàn)象，劉燁表示：“雖說(shuō)現(xiàn)在三代半炒的比較火熱，但是從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)說(shuō)，真正形成特別大營(yíng)收的其實(shí)并不多。尤其是碳化硅的MOS領(lǐng)域，目前良率很低，整個(gè)國(guó)際上真正有大批量出貨的也就是ST、羅姆、英飛凌等國(guó)際大廠，國(guó)內(nèi)廠商其實(shí)非常少。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和工藝都非常關(guān)鍵。我們現(xiàn)在正在做國(guó)內(nèi)頭部SiC晶圓廠的流片及小批量量產(chǎn)，真正放量可能會(huì)在明年或者后年。”

自建IPM模塊廠，預(yù)計(jì)2023年產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到100萬(wàn)個(gè)模塊/月

業(yè)內(nèi)周知，IPM模塊將IGBT芯片、FRD芯片、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路等集成在同一個(gè)模塊內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)輸出交流電的幅值和頻率控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻，具有封裝體積小、抗干擾能力強(qiáng)、應(yīng)用便捷等優(yōu)點(diǎn)。

作為IGBT中價(jià)值量最大的細(xì)分產(chǎn)品，IPM模塊占整個(gè)IGBT市場(chǎng)規(guī)模的30%以上。

IPM模塊演進(jìn)圖

資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

為提高產(chǎn)品迭代速度，補(bǔ)齊委外代工模式的短板，2021年10月功成半導(dǎo)體與無(wú)錫高新區(qū)簽約，擬在無(wú)錫投資總額8億元建立半導(dǎo)體功率模塊制造基地，致力于功率半導(dǎo)體的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)IPM模塊產(chǎn)能450萬(wàn)個(gè)/月，年產(chǎn)值達(dá)到11億元。

“IPM模塊業(yè)務(wù)，是一個(gè)看起來(lái)下游客戶很穩(wěn)定，但其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，里面只要有一道工序跑不通，前期的投入基本上就白費(fèi)了。因此我們還是采取相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)健的一個(gè)打法，主要分兩步走：第一步在嘉定總部邊上租了一個(gè)兩層樓的廠房計(jì)劃建4~6條產(chǎn)線，我們會(huì)把最初期的產(chǎn)品驗(yàn)證、工藝驗(yàn)證和客戶驗(yàn)證都在這里做完。一期建設(shè)預(yù)計(jì)明年底全部完成。”劉燁分析道，“第二步的計(jì)劃是繼續(xù)在無(wú)錫擴(kuò)展到10-15條產(chǎn)線。”

記者了解到，IPM模塊是一個(gè)設(shè)計(jì)、客戶門檻比較高，但是能做的人少，很有發(fā)展前景的一個(gè)賽道。尤其在變頻家電領(lǐng)域，由于具有節(jié)能、高效、降噪、智能控制的需求，大功率的IPM模塊已經(jīng)廣泛應(yīng)用空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等耗電較多的家電產(chǎn)品中。

據(jù)市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，功率半導(dǎo)體作為家電變頻的核心器件，在變頻家電中的單機(jī)價(jià)值量為9.5歐元，相比普通家電中的0.7歐元提升了十倍以上。此外，根據(jù)IHS Markit的預(yù)測(cè)，全球變頻家電銷量占比將從2017年的34%增長(zhǎng)到2022年的65%。

以家用空調(diào)為例，從2016年到2021年，中國(guó)節(jié)能變頻空調(diào)的生產(chǎn)量從3,945.5萬(wàn)臺(tái)增加到10,708.0萬(wàn)臺(tái)，復(fù)合年增長(zhǎng)率為22.1%，目前滲透率已經(jīng)超過(guò)60%。預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到36,871.6萬(wàn)臺(tái)，2021年到2030年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為14.7%。未來(lái)，隨著節(jié)能環(huán)保提效意識(shí)的普及和增強(qiáng)，預(yù)計(jì)變頻家電滲透率將繼續(xù)穩(wěn)中有升，支撐功率半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張。

資料來(lái)源：芯八哥整理

劉燁指出：“IPM模塊本身是一個(gè)高度定制化的產(chǎn)品，包括它的調(diào)試非常的復(fù)雜，需要經(jīng)常在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)之間進(jìn)行調(diào)整，最終才能快速地通過(guò)客戶驗(yàn)證。目前，國(guó)內(nèi)成熟的IPM代工廠非常少，即使能做代工的，也上不了量，因此我們自己建廠有利于提高生產(chǎn)效率，從而為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。”

從2021年下半年開始規(guī)劃到今年第三季度，針對(duì)白色家電市場(chǎng)的IPM模塊，功成半導(dǎo)體已經(jīng)有兩條產(chǎn)品線實(shí)現(xiàn)通線量產(chǎn)。

“我們總共規(guī)劃是Nano、Micro、Mini和Maxi 4條產(chǎn)品線，Nano和Mini今年已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，目前正在進(jìn)行客戶導(dǎo)入當(dāng)中，預(yù)計(jì)明年將形成千萬(wàn)產(chǎn)值。針對(duì)白色家電市場(chǎng)，我們將在明年年初再建Mini和Maxi兩條大功率的產(chǎn)品線，預(yù)計(jì)明年年底前模塊月產(chǎn)能將會(huì)達(dá)到100萬(wàn)個(gè)/月。”劉燁滿懷信心的說(shuō)道。

功率半導(dǎo)體景氣度高企，公司有望在千億賽道國(guó)產(chǎn)替代的浪潮中實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展

近年來(lái)，隨著新能源汽車、工業(yè)自動(dòng)化、新能源發(fā)電、變頻家電、軌道交通等新興應(yīng)用領(lǐng)域的興起和快速發(fā)展，推動(dòng)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)空間持續(xù)增長(zhǎng)。

根據(jù)HIS Markit的數(shù)據(jù)，2021年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為441億美元，2015-2021年CAGR達(dá)到5.06%。其中，中國(guó)市場(chǎng)2021年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到159億美元，占比為36%，是全球最大的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)。

目前，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)主要被海外巨頭占據(jù)，其中英飛凌以19%的市場(chǎng)占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次是安森美和意法半導(dǎo)體，市占率分別為8.4%和5.8%。除了聞泰科技收購(gòu)的荷蘭安世半導(dǎo)體（Nexperia），全球前十大功率半導(dǎo)體廠商均為國(guó)外公司，CR10 接近60%。

 

資料來(lái)源：英飛凌

“與英飛凌、ST、羅姆這些國(guó)際大廠相比，我們國(guó)內(nèi)的廠商在功率器件領(lǐng)域的技術(shù)水平還是有差距的。”劉燁在談及行業(yè)當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)格局時(shí)說(shuō)道，“因?yàn)楣β势骷鄬?duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)特殊工藝，它的開發(fā)周期很長(zhǎng)，技術(shù)路線圖不一樣，所以它這個(gè)差距其實(shí)相對(duì)于一些數(shù)字電路來(lái)說(shuō)小很多。舉個(gè)例子，如果我們?cè)谌A虹的平臺(tái)上做產(chǎn)品，我們其實(shí)跟英飛凌比起來(lái)只差一代，英飛凌是7代而我們是6代，其實(shí)差距并不大。另外，從功率器件的角度來(lái)說(shuō)，并不是越新越好，而是要講究性價(jià)比、可靠性、穩(wěn)定性的平衡。所以我認(rèn)為國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平在功率器件上是可以追趕甚至在某些細(xì)分市場(chǎng)與國(guó)外大廠直接競(jìng)爭(zhēng)的。”

值得強(qiáng)調(diào)的是，由于目前功率半導(dǎo)體市場(chǎng)主要由海外企業(yè)占據(jù)，因此產(chǎn)品交期及價(jià)格主要由英飛凌、意法半導(dǎo)體等歐美企業(yè)掌握。

從交期趨勢(shì)上看，目前各類型MOSFET（低壓、高壓、寬帶隙）及IGBT交期均在42周以上，且貨期有繼續(xù)拉長(zhǎng)的趨勢(shì)，由此可見市場(chǎng)對(duì)各類功率半導(dǎo)體產(chǎn)品需求依舊旺盛，供不應(yīng)求局面短期仍難以緩解。此外，從價(jià)格趨勢(shì)來(lái)看，目前大部分產(chǎn)品價(jià)格較為平穩(wěn)，IGBT價(jià)格繼續(xù)上行，行業(yè)景氣度持續(xù)高漲。

2022年Q3 MOSFET和IGBT產(chǎn)品貨期和價(jià)格趨勢(shì)

資料來(lái)源：富昌電子

對(duì)于此，劉燁指出：“英飛凌、ST等國(guó)際大廠因?yàn)橐咔榈确N種原因，產(chǎn)品供不應(yīng)求，國(guó)內(nèi)的一些客戶的訂單基本上得不到保證。那么在這種情況下，國(guó)內(nèi)廠商將會(huì)迎來(lái)較大的機(jī)會(huì)。我們也是利用這個(gè)機(jī)會(huì)，去主攻國(guó)內(nèi)的這些原來(lái)是英飛凌等國(guó)際大廠的中高端市場(chǎng)，在一些細(xì)分賽道去挖潛力，比別人跑得更快，從而實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。”

為了加快發(fā)展的步伐，功成半導(dǎo)體近日宣布完成數(shù)千萬(wàn)元人民幣規(guī)模的Pre-A+輪融資，由復(fù)星創(chuàng)富、華強(qiáng)創(chuàng)投領(lǐng)投。本輪融資的資金將主要用于第三代半導(dǎo)體功率器件產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn)、IPM模塊研發(fā)生產(chǎn)中心的建設(shè)、超結(jié)MOS和IGBT的規(guī)模化擴(kuò)產(chǎn)中。

劉燁表示，功率器件是一個(gè)非常好的賽道，近年來(lái)也越來(lái)越受到國(guó)家以及產(chǎn)業(yè)資本的重視。我們也希望在不久的將來(lái)，隨著業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，也能夠進(jìn)入到資本市場(chǎng)快速做大做強(qiáng)。但我們很清楚上市不是我們的目的，只是必須要經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)程。因?yàn)樯鲜幸院竽憧梢越佑|到更大的項(xiàng)目或者更好的資源，同時(shí)你的團(tuán)隊(duì)可以做到更加規(guī)范化。

作為公司的COO，制定戰(zhàn)略是其重要工作之一。劉燁也經(jīng)常思考或者在內(nèi)部戰(zhàn)略會(huì)議里討論：“未來(lái)，功成半導(dǎo)體到底想成為一個(gè)什么樣的企業(yè)？”

對(duì)于此，劉燁已經(jīng)有了答案，“我們希望站在一個(gè)全球的高度來(lái)看待此問題，在若干年后，希望我們成為一個(gè)全球范圍內(nèi)優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體器件和解決方案供應(yīng)商。在智能家電、數(shù)據(jù)中心、光伏儲(chǔ)能、汽車電子這幾個(gè)細(xì)分行業(yè)，能夠把我們的客戶服務(wù)好，成就他人的同時(shí)也能夠成就自己。”

結(jié)語(yǔ)

功率半導(dǎo)體，國(guó)產(chǎn)替代正當(dāng)時(shí)。現(xiàn)階段是屬于功率半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代天時(shí)地利人和的一個(gè)發(fā)展階段，擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)、產(chǎn)品、團(tuán)隊(duì)、資金儲(chǔ)備的功成半導(dǎo)體在完成0-1的驗(yàn)證后，當(dāng)下正處于1-10的一個(gè)快速發(fā)展階段。未來(lái)，隨著IGBT和IPM業(yè)務(wù)的逐步放量，功成半導(dǎo)體有望在國(guó)產(chǎn)替代的浪潮中乘風(fēng)破浪，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。