富士經(jīng)濟(jì)在2024年4月宣布，全球功率半導(dǎo)體晶圓市場將在2035年增長至10763億日元，而2024年預(yù)計(jì)為2813億日元。特別是，SiC（碳化硅）裸晶圓預(yù)計(jì)將在2024年超過Si（硅）晶圓的市場規(guī)模，預(yù)計(jì)將繼續(xù)推動功率半導(dǎo)體晶圓市場。

此次調(diào)查針對硅晶圓、SiC裸晶圓、SiC外延晶圓、GaN（氮化鎵）晶圓、氧化鎵晶圓、金剛石晶圓、氮化鋁晶圓、二氧化鍺晶圓等8個項(xiàng)目。不過，并未計(jì)算氮化鋁晶圓和二氧化鍺晶圓的市場規(guī)模。調(diào)查時間為2024年2月至2024年3月。

預(yù)計(jì)2024年功率半導(dǎo)體晶圓市場將較2023年增長23.4%。盡管由于硅功率半導(dǎo)體庫存調(diào)整，硅晶圓市場較上年有所下降，但SiC裸晶圓卻增長了56.9%。主要SiC裸片廠商紛紛提高產(chǎn)能，業(yè)績超過Si晶圓。

從2025年開始，隨著汽車電氣化的進(jìn)展，SiC裸片市場預(yù)計(jì)將繼續(xù)擴(kuò)大。硅晶圓市場也有望復(fù)蘇。此外，GaN晶圓直徑的增加以及氧化鎵晶圓的量產(chǎn)也將是因素。此外，金剛石晶圓、氮化鋁晶圓、二氧化鍺晶圓等有望實(shí)用化。

我們還按尺寸調(diào)查了功率半導(dǎo)體晶圓的組成比。預(yù)計(jì)8英寸晶圓將繼續(xù)占硅晶圓銷量的60%以上。12 英寸晶圓越來越多地用于 IGBT 和 MOSFET，尤其是汽車應(yīng)用功率半導(dǎo)體的需求預(yù)計(jì)將增加。

大多數(shù) SiC 裸晶圓為 6 英寸。雖然這種情況暫時還會持續(xù)，但目前正在開發(fā)的8英寸晶圓的成分比預(yù)計(jì)到2035年將達(dá)到13.3%。


工業(yè)與消費(fèi)電子市場仍待調(diào)整

工業(yè)和消費(fèi)市場是頭部功率半導(dǎo)體企業(yè)均有涉及的業(yè)務(wù)方向。對于該市場的走勢，頭部企業(yè)作出了“需求短期難以恢復(fù)”的共同判斷。

意法半導(dǎo)體將公司第四季度的營收和毛利率略低于業(yè)績指引歸于兩大原因。一是個人電子產(chǎn)品市場的增幅不明顯，工業(yè)市場需求進(jìn)一步減弱；二是汽車市場終端趨于穩(wěn)定，業(yè)務(wù)增長正在放緩。

英飛凌科技CEO Jochen Hanebeck預(yù)計(jì)，消費(fèi)、通信、計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的需求在2024年上半年不會明顯復(fù)蘇。去年11月份，Hanebeck也對以上市場作出了“短暫性低迷”的判斷。

安森美表示，由于受到宏觀經(jīng)濟(jì)因素和工業(yè)活動放緩的影響，公司在工業(yè)方面的收入環(huán)比下降近百萬美元。

恩智浦移動業(yè)務(wù)在2023年全年收入同比下降約10億美元，造成下降的主要原因是手機(jī)市場的疲軟趨勢和庫存消化的進(jìn)程仍在進(jìn)行。

為了改善業(yè)務(wù)表現(xiàn)，功率半導(dǎo)體企業(yè)正在配合上下游市場進(jìn)行庫存調(diào)整。

汽車市場將穩(wěn)定增長

從頭部企業(yè)的營收結(jié)構(gòu)來看，汽車業(yè)務(wù)依然是功率半導(dǎo)體企業(yè)的主力板塊，且保持了增長勢頭。

具體而言，意法半導(dǎo)體的汽車和分立器件部門（ADG）在2023年第四季度的營收占比達(dá)到了48%，利潤同比增長39.7%。按照汽車、工業(yè)、消費(fèi)電子、通信設(shè)備及計(jì)算機(jī)外設(shè)四個市場領(lǐng)域劃分，汽車市場占據(jù)意法半導(dǎo)體41%的全年?duì)I收，同比增長33.5%。

恩智浦半導(dǎo)體的汽車業(yè)務(wù)營收占比超50%，同比增長5%，全年?duì)I收同比增長23%，并且公司的前20位客戶中有14家為汽車及汽車相關(guān)企業(yè)。

安森美電源方案部（PSG）營收占比達(dá)53%，其與車載傳感器相關(guān)的智能感知部（ISG）全年?duì)I收增長3%，在汽車市場上的全年?duì)I收同比增長29%，創(chuàng)下紀(jì)錄。英飛凌科技汽車事業(yè)部（ATV）的營收占比也達(dá)到51%。

相比對工業(yè)市場需求的擔(dān)憂，企業(yè)對于2024年的汽車市場表現(xiàn)得更為樂觀。在全球汽車市場的需求收縮的背景下，中國新能源汽車的需求增長起到一定的拉動作用。“可再生能源、電動汽車（尤其是在中國）和汽車行業(yè)微控制器領(lǐng)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性增長勢頭依然不減。”Hanebeck表示。英飛凌科技預(yù)測，汽車部門（ATV）在2024年的營收將達(dá)到兩位數(shù)的低百分比增長。

與半導(dǎo)體設(shè)備廠商ASML對2024年市場狀況的態(tài)度類似，意法半導(dǎo)體也認(rèn)為2024年將是“過渡之年”。意法半導(dǎo)體稱已經(jīng)觀察到了汽車行業(yè)在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期當(dāng)中的強(qiáng)勁需求，以及庫存逐漸平衡的積極影響。在汽車數(shù)字化方面，意法半導(dǎo)體也將專注于在“軟件定義汽車”上發(fā)揮作用的MCU。


寬禁帶半導(dǎo)體成為重要布局方向

碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體具備“高耐壓、低損耗”的特性，與新能源汽車市場日益增長的快充與續(xù)航需求不謀而合，也成為了幾家企業(yè)加碼布局的方向。

在2023年，安森美碳化硅的收入實(shí)現(xiàn)了4倍的增長。據(jù)安森美預(yù)測，其汽車和工業(yè)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)至2027年的年復(fù)合增長率將達(dá)到10%~12%，而在面向汽車和工業(yè)市場的產(chǎn)品組合中，碳化硅、IGBT以及電動汽車充電裝置等將會是重要的增長點(diǎn)。意法半導(dǎo)體的碳化硅產(chǎn)品營收11.4億美元，同比增長超過60%。意法半導(dǎo)體將2025年碳化硅的收入目標(biāo)調(diào)整至20億美元，預(yù)計(jì)2030年碳化硅營收將達(dá)到50億美元。

然而，碳化硅和氮化鎵器件的制備涵蓋襯底制造、外延層生長、芯片設(shè)計(jì)、封裝測試等多道工序，流程的復(fù)雜性帶來高昂的成本問題，因此，企業(yè)紛紛行動，以提升對寬禁帶半導(dǎo)體的垂直整合能力。


功率半導(dǎo)體的2024

IGBT供不應(yīng)求，中國大陸是擴(kuò)產(chǎn)主力

IGBT產(chǎn)能緊缺下，不少企業(yè)都選擇擴(kuò)產(chǎn)。一條新的芯片產(chǎn)線從開始建設(shè)到最后投產(chǎn)需要3年時間，長于大部分科技產(chǎn)品的擴(kuò)產(chǎn)周期。

大部分6英寸、8英寸的晶圓廠折舊，由于成本效益問題，很少有6英寸、8英寸晶圓廠會擴(kuò)大IGBT的產(chǎn)能。

不過有部分12英寸的晶圓廠已經(jīng)開始生產(chǎn)IGBT，比如電裝和聯(lián)電子公司聯(lián)合半導(dǎo)體日本有限公司（USJC）合作，今年正式進(jìn)入量產(chǎn)。據(jù)介紹，新一代IGBT，與早期元件相比，新一代IGBT可減少20%的功率耗損。預(yù)計(jì)到2025年，兩家合作的IGBT每月產(chǎn)量將達(dá)到10,000片晶圓。還有英飛凌、安森美在12英寸晶圓廠 IGBT生產(chǎn)上有所進(jìn)展。2023年，英飛凌的IGBT擴(kuò)產(chǎn)選在了中國。11月，英飛凌決定擴(kuò)大其無錫工廠的IGBT模塊生產(chǎn)線。無錫工廠擴(kuò)產(chǎn)后，將成為英飛凌最大的IGBT生產(chǎn)基地之一。

在龐大市場需求帶動下，新潔能、宏微科技、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、時代電氣等本土IGBT企業(yè)出貨量大增，同時不斷迭代新產(chǎn)品。

士蘭集昕公司“年產(chǎn)36萬片12英寸芯片生產(chǎn)線項(xiàng)目”已有部分設(shè)備到廠并投入生產(chǎn)，并且加快轉(zhuǎn)12吋產(chǎn)線量產(chǎn)的進(jìn)度；士蘭集科加快車規(guī)級IGBT芯片、超結(jié)MOSFET、高性能低壓分離柵MOSFET芯片的產(chǎn)出和上量，已具備月產(chǎn)2萬片IGBT芯片的生產(chǎn)能力。

捷捷微電宣布對全資子公司捷捷半導(dǎo)體有限公司投建的“功率半導(dǎo)體6英寸晶圓及器件封測生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目”增加投資，由最初的5.1億元上調(diào)至8.1億元。

中芯集成在今年6月表示，將發(fā)力高端功率半導(dǎo)體代工市場。中芯集成已經(jīng)建成了國內(nèi)最大車規(guī)級IGBT制造基地，預(yù)計(jì)IGBT產(chǎn)能在今年底前超過12萬片/月。


低、高壓MOSFET將進(jìn)一步分化

未來低、高壓MOSFET市場或?qū)⑦M(jìn)一步分化。中低MOSFET技術(shù)相對成熟，市場準(zhǔn)入門檻較低。伴隨著終端市場的快速發(fā)展，下游需求的激增將不斷推動更多廠家涌入中低壓MOSFET領(lǐng)域，市場競爭愈發(fā)激烈，最終出現(xiàn)產(chǎn)品拼價局面，導(dǎo)致利潤空間受擠壓。

反觀高壓MOSFET市場則有望持續(xù)增長。據(jù)Omdia統(tǒng)計(jì)，2020年度全球/中國高壓超級結(jié)MOSFET產(chǎn)品的市場規(guī)模為9.4/4.2億美元，并將于2024年達(dá)到10/4.4億美元。伴隨下游高壓領(lǐng)域需求增長，高壓MOSFET將迎市場份額提升。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，汽車將成為MOSFET最大增量市場，至2026年占MOSFET市場份額有望超30%，從而帶動高壓MOSFET市場增長。其中電動汽車和充電樁分別占比25%和8%。


SiC，加快上車

在已上市車型中，800V快充技術(shù)大多只“標(biāo)配”在高版本車型上，而入門或主打銷量的中低版本車型依然沿用400V電池包。但今年，多款搭載800V平臺的車型發(fā)布，包括哪吒S、小米MS11、智己LS6、阿維塔12、理想MEGA、極星5。

因此隨著800V平臺的車型發(fā)布，碳化硅會迎來更大的需求。明年SIC將加快上車，隨著工廠的進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)和建設(shè)，SIC的產(chǎn)能將日益充足。

前文提到的天岳先進(jìn)、天科合達(dá)、三安光電等公司均斥資提高碳化硅晶圓/襯底產(chǎn)能，目前這些中國企業(yè)每月的總產(chǎn)能約為6萬片。隨著各公司產(chǎn)能釋放，預(yù)計(jì)2024年月產(chǎn)能將達(dá)到12萬片，年產(chǎn)能150萬。業(yè)界樂觀預(yù)計(jì)，2024年中國碳化硅晶圓在全球的占比有望達(dá)到50%。