产能&产品&供应


Q:IGBT行业紧缺的原因?未来持续性?


A:行业缺货大概是以去年三季度末四季度初为节点,今年四五月份凸显出来甚至达到顶点,主要原因是中端应用需求的增长和受疫情影响。疫情主要影响功率器件前端FAB厂,FAB厂一旦停产或者断电关停,重新再投入生产是比较费时间的。再就是疫情导致更多人处于居家办公的状态,对消费类电子、家用电器等的需求变多,这些都有很多功率器件的应用,推动了终端需求的增加。从大产品环境来看,智能物联网等产品的更新迭代以及许多终端产品的功能性增加越来越快,导致包括功率器件在内的需求都快速上涨。但从今年四季度来看,一些低端市场功率器件的玩家看起来有些产能释放,根据一些终端客户的反馈,低端应用上的功率器件供需紧张已经慢慢趋于平缓。但在中高端领域,比如新能源汽车或新能源电力领域,缺货势头仍会延续,应该在明年六七月份过后才会有好转的趋势。


Q:为什么觉得是明年六七月份?


A:因为现在从元器件到终端产品的供应链上,由于供货紧张的情况,很多厂家或客户终端应用会做比以往更大的备货,因此就会产生很多的Double Booking。今年上半年过后,Double Booking的问题就会显现出来,很多终端客户订单可能会被砍掉,只留下一些头部企业,因此会释放一些产能。产能有一定释放的话,这个周期应该是从现在开始半年多左右。


Q:如果预期需求情况较好,为什么供货紧张的情况会缓解?


A:终端客户为了保证上游供货商能够按时交货,在供货紧张的情况下,可能会增加虚假的需求或者同时订单给到多家生产商来供货,导致在整个供应链中增加了比实际需求多两三倍的虚假的订单需求。接下来仍然比较紧缺的在于汽车应用、中高端特别是高压IGBT的应用,包括电力传输、轨道交通等。因为这类应用在产品的要求上更加严苛。IGBT厂家,不管是前道FAB厂或是分装厂,生产相对比较固定,而一些低端应用可以随时调配各个IGBT厂家的产能。


Q:明年有新的产能释放吗?


A:增加产能的部分主要在于前端FAB厂的投入,这块是重资产、长周期的投入,有多家头部IGBT企业在做准备,但没有那么快,所以明年基于目前的产能可能稍有扩大,但不会特别显著。


Q:今年疫情大概影响了多少的供应?


A:如果没有疫情影响,这个情况会稍微好转一点,但其实IGBT的需求增长是一个周期性的有起伏的波动,存在需求萎缩和需求增长,最近两年主要是一些终端产品的功能性增加导致许多功率器件的需求增加。


Q:IGBT芯片对晶圆的产能消耗是多少?比如一片8寸的wafer能够切多少片车用IGBT芯片以及如果是光伏逆变器里面用的IGBT能够切多少片?


A:IGBT的分装方式和分装尺寸各有不同,以通用的1200伏IGBT来讲,一个8寸晶圆应该在120左右。


Q:光伏1GW的装机量大概需要用到多少IGBT的单管?芯片的数量大概是多少?


A:没有具体计算过。


Q:怎么看有些单管的并联技术比模组成本便宜很多,性能也不差?


A:成本上有可能会便宜一点,大多数还是采用传统的方案。如果分单驱动、双驱动、四驱,不同级别的车型方案都不太一样。


厂商&竞争格局


Q:国内各环节上的企业情况?有没有可能对一些进口品牌进行替代?


A:IGBT链条主要有几个形态:一是IDM,类似英飞凌这样的企业,既有产品设计,又有前道芯片FAB厂,也有后道的分装厂;一种是Fabless形态,只有设计,分装和晶圆都是外包;一种是Foundry形态,处于芯片加工,比如台积电、中芯国际。国内晶圆厂出货较大的企业主要有华虹、华润(中航半导体)、士兰微,另外,AOS在重庆新建了一个12寸的晶圆厂。功率器件方面,Fabless比较出色的企业主要有斯达、宏威、华威、新洁能等等。IDM企业主要有士兰微、华润、中车时代等。


Q:IDM主要企业的情况?


A:士兰微是杭州政府扶持的一家非常典型的综合性半导体公司,产品具有多样性,除了功率器件,还有电源管理、MCU、LED等。斯达比较专注于研究IGBT,包括IGBT模块,最近两年开始做碳化硅产品,2015年接手IR公司的芯片团队,因此技术起点相对较高。中车时代2008年收购英国丹尼克斯75%的股份,引进IGBT技术,产品偏向于高压部分,特别是轨内应用。四五年前为了进入低压市场,中车时代开始做一些差异化产品,发展速度比较快。另外,中车在电力领域也有一些渗透率,但是不多。


Q:从下游厂家看,哪些国产化导入比较快?


A:如果想进入主机市场的话,很多主机厂希望是一个具备IDM技术的企业,因为车载应用要求的一致性和可靠性非常高,包括产出、产线的固定。基于这一点,很多主机厂和一些IGBT的车企会形成联合投入或者成立合资公司的合作形态,包括像宏威和北汽、英飞凌和上汽等。斯达应该有通过汇川在宇通的车上大规模应用,但宇通是大巴,在乘用车还没有大批量量产。


Q:时代电气和斯达在客户和车型上的对比?


A:汽车应用方面斯达可能会跑得快一点,两家在车用市场一开始都会通过物流车、大巴车进去,进而往乘用车走。斯达目前有跟国内做电控比较出色的汇川合作,中车时代的客户主要是一些老国资背景的主机厂,包括一汽、红旗、广汽等。


Q:士兰微车规级的IGBT已经在零跑汽车的A00级上大批量放量的消息属实吗?


A:还需要进一步确认。


Q:士兰微和斯达在技术上的差距大吗?因为士兰微是IBM企业,从设计到制造再到封测的整个效率应该要比斯达快,如果他接下来发力这块,有没有可能赶超斯达?


A:它们的产品形态偏重点不一样,士兰微IGBT单管型会多一点,斯达偏重于模块会多一点,但在整个IGBT专注度上的话,斯达领先士兰微不少,而且车载领域的测试导入时间斯达也会领先不少,士兰微车规级的东西其实也是刚出来不久。斯达的技术起点比较高,它开始是从4代的IGBT工艺做起,而士兰微最初出来的是MOS然后才往IGBT走,它采用的是传统功率器件的发展路线,而且到目前为止,它功率器件大部分的营收都来自于单管。有可能这样,因为士兰微有企业自身的优势,是浙江省政府包括杭州市政府重点支持在半导体领域一批重点企业之一,所以如果有其他外部因素的加入,甚至跟国内的某些车企、主机厂战略合作,后面可能会赶超,但是最终还是取决于产品,如果产品达不到车载的应用,有再多的因素也是没用的,这一点斯达占绝对的优势。


Q:宏威和斯达的区别,如何看待宏威?


A:宏威一开始并不是做IGBT,它是靠快恢复二极管,慢慢延伸到IGBT,包括IGBT模组,有一段时间还卖过芯片,发展相对没有斯达快。它的功率器件的产品,前期在消费电子特别是家电市场的营收占比较大,在中高端的工业领域发展比较慢的,最近几年开始在这块发力。汇川也有投资宏威,但是宏威的产品在更迭速度等方面达不到汇川的要求。宏威在战略上有一些部署,跟北汽有一些战略合作。


Q:华润威能做车规IGBT吗?


A:华润车规产品现在已经开始在做,但是目前华润在工业市场、消费类市场的功率器件占比、销售策略是比较激进的。华润肯定有能力做车规,但要看它想不想专注做好这一块。


Q:时代和斯达在车规能力的差距?


A:时代电器开始重心是放在高压的IGBT(1700伏以上),最初第一应用是在中车集团的轨内应用,包括地铁、轻轨或高铁,这一块它做的不错,而且它前期的产品也是围绕这一块巩固和开发的。它想真正的市场化往工业领域和车载领域发展应该也就是在这三四年时间,通过体系内的时代电气、上海电区以及一汽、广汽的配合,才慢慢开始去搞车载应用的导入。斯达一直是关注在通用领域的IGBT,可能后面发力的是碳化硅,早几年它在工业领域已经慢慢渗入,包括高附加值的市场已经差不多做完了,所以它更多的重心是放在汽车电子车载应用。


Q:积塔半导体2022年产能的投入对供给端会有比较大的冲击吗?


A:要看它扩产以后,具体分配到功率器件方面的产能有多少。正常来讲,如果是FAB厂扩产能,它会根据附加值的大小考虑,可能首先会在IC类的一些高附加值上考虑,然后再往一些模拟器件走,再往分立器件去走,但是还要看IGBT的紧缺程度跟市场供需。


Q:安世半导体做MOS已经进了很多欧洲的厂商,如果往国内导入会不会比较容易?


A:Nexperia是做小信号链器件,特别是逻辑器件里面,目前来讲是全球number one的一家企业。安世的产品并不是独一无二的,它的MOS集中在一些信号链的MOS,还有它的逻辑器件,还有一些小的分立器件,安世的这些产品都属于非常通用的产品。


Q:就是它要经过车规认证比较复杂,在技术差异上可能差异不是很大吗?


A:是的。安世在车规应用有先天的优势,因为它被闻泰收购以前在汽车应用方面就是top的供应商,在车规水平和车规认证方面,国内的厂商比如在逻辑器件方面相对来讲还是比较落后的。


Q:如果安世利用它原来就是供应商的优势,往IGBT做会有先发优势吗?


A:IGBT应该不是Nexperia的优势产品,所以还是要经过比较长时间的沉淀的。它的优势只在于它有这么多已经成型的客户基础。


Q:比亚迪的产能情况怎么样?


A:比亚迪是一家产业链很全的公司,包括整车、传感器、功率器件等都有做。功率器件属于比亚迪半导体,2012年它自产的IGBT开始用在自家的车型上。比亚迪主要是采用IGBT平面技术,现在也发展到了沟槽型的产品,目前90%以上的产能都是在自供,然后2015年左右,比亚迪在尝试导入英飞凌的产品,包括芯片都有合作,2018年英飞凌成功量产到比亚迪的车型。


Q:比亚迪晶圆明年的扩产情况?士兰微今年年底有12寸投出来,在这种情况下,它导车规级或光伏级会不会更快一些?


A:会加速。但是士兰微存在一个导入周期,测试、验证都有固定的周期,只能说可以加大双方合作的主动性。另外它的产能扩充,士兰微是有在向外销售晶圆的,也有跟其他的Fabless企业合作,包括它自身的产品现在也是多样化的。


Q:英飞凌7代产品在高端车里有技术上的绝对优势吗?


A:英飞凌7代IGBT是属于微沟槽型的工艺,是从4代产品(沟槽型)衍生过来的,二者区别在于7代用的芯片面积和厚度更小,功耗更低,但是耐电流冲击性也会更低,所以不能一味讲7代产品在汽车应用或者其他应用上是不是更出色或者更稳定,成本上优势暂时还没有特别显现出来。


Q:英飞凌未来疫情缓解后,是否有可能开启价格战?


A:正常情况下它不会去做价格战,因为对它来讲,是无益的。英飞凌的产能扩充非常谨慎,产线也是满负荷,所以基本上在这些红海市场,比如在IGBT应用最多电焊机市场英飞凌目前已经是退出的状况,一些高端或者大功率的光伏设备还是需要高技术含量的一些东西,所以英飞凌在光伏上是有选择性的。但英飞凌车载上一定是最大力度去投入,因为这是一个高附加值的应用市场。


Q:假设英飞凌明年全面对国内企业断供,靠国内厂商的产品技术是否能满足性能需求?


A:如果假设英飞凌或其他国外头部企业断供,市场会比较乱,因为车企现在遵循的是国际的车载器件的质量标准,很多国内企业目前还处于导入阶段,如果英飞凌断供,好的一点可能会缩短导入的周期和加强主机厂导入国产的动力和主动性,但是想衔接上不太可能。


Q:如果只考虑技术性能,国产品牌的替代可能性是不是还是比较大的?


A:只能是假设不考虑供应链跟质量,因为特别是一些高压或超高压应用或者汽车电子的应用对于产品的一致性和信赖性、寿命有很强的要求。如果全部不考虑这些,在IGBT技术上应该没有太大的差距,国内和英飞凌的在IGBT产品上的差距更多的是在工艺水平和信赖性。就是说在IGBT的原理以及不同迭代产品的原理技术上,大家都是可以掌握的,但是在一些差异化的点上就会体现出来一些技术或IGBT方案的差别性。


Q:如果像斯达等都找华虹代工,至少在晶圆工艺上应该大家一样?区别是在于后端的分装吗?


A:分装只是其中一个环节,晶圆做得好不好主要取决于芯片的设计,华虹FAB厂的一致性也是一方面因素。


Q:IGBT整体的寿命有多长?什么时候碳化硅的成本会降到有竞争力?在那个时候IGBT和碳化硅的占比大概是多少?


A:IGBT可以支撑高电压、大电流,是硅基的产品。碳化硅是下一代的功率器件,可以支持更高的开关频率、更高的电压,它带来的优势是功率密度更大,令终端产品体积更小,发热更低,虽然碳化硅的成本比较高,但是它可以缩减散热器。在不同应用上的渗透率可能也不相同。目前2~3年之内IGBT跟碳化硅还是有一定的价格差,使得在一些消费类领域,很多终端用户是用不起碳化硅的,还会沿用IGBT的产品形态。在一些中高端,特别是需要高压、高能量密度的应用场景,比如充电桩、车载充电机或汽车本身的电驱,碳化硅已经有渗透加速的趋势。碳化硅的成本跟IGBT始终会有差距。用户会看整体方案的成本和它带来的别的因素的一些考虑。


Q:国内碳化硅企业谁最后能跑出来?


A:国内碳化硅企业中做得最早的泰科天润以及后面起来的基本半导体两家的产品,包括公司的路线都是比较脚踏实地的。但是国内企业目前也存在产品宽度上的弱势。目前国内的碳化硅二极管产品比较丰富,在一些应用上属于已经快进入价格竞争的阶段,但是碳化硅MOS方面很少有厂家可以在各种不同的应用上量产。这一块现在能投入量产的可能也就是一些很通用的产品,比如1200伏80毫欧的碳化硅MOS。像罗姆大概三四年前在1200伏电压下已经有7毫欧的产品能量产,在碳化硅领域国内厂家跟国外的投资企业还是有些差距的。


Q:功率器件和模块国内供应商的竞争格局有很大的区别吗?


A:有比较大的区别。在模块领域现在还是斯达一家独大,但是单管现在应该是百花齐放,几乎所有的传统做MOS起家的厂家,后期肯定会开发IGBT,而且目前这些传统的MOS管的厂家也都有发布IGBT单管的产品,在中低端的应用比如电焊机、家电市场,单管竞争比较激烈,模块还是斯达比较突出,相对来讲没那么激烈。


Q:光伏IGBT模块国产替代的前景哪几家比较好?


A:目前导入不错的有士兰微,相对来讲渗透率和在光伏应用上的IGBT占比大一点。


应用&其他


Q:光伏逆电器和车这两块,目前客户对国产IGBT的接受度怎么样?未来这两块国产渗透率会达到什么比例?


A:新能源车方面,物流车和大巴车非乘用车领域,国内企业渗透率已经开始慢慢往上走,但要实现乘用车大批量生产的话还需要2~3年时间;在光伏应用上,国内企业目前已经有比较高的渗透率, IGBT单管大概占到40%,IGBT模块还是以国外的几家为主,英飞凌比较突出一点,国内的光伏逆变头部企业,比如阳光、锦浪、德业、尚能以及固德威大部分还是采用英飞凌的产品多一点。


Q:IGBT在光伏用的和车载用主要的差别在哪里?


A:两个不同的应用对IGBT的选用有不同的标准要求。光伏属于工业领域,不需要像一些车规的质量标准去做,它的导入周期也会比较短,而且正常来讲会采用IGBT的一些标准产品。车规领域会有车规质量标准的限制,比如对器件的AECQ、质量体系的AQC、对工厂的16949等限制条件,并且在车规领域,IGBT的导入非常复杂且严苛。


Q:除了光伏应用,其他子行业应用模块也主要是海外的吗?


A:在消费类市场上,比如白电、电池加热,单管居多,因为它有个比较重要的作用是做电瓶,这一块国产化渗透率已经非常高了。在电力方面有三大块应用:一块是换流器(换流阀),在电力传输和智能电网领域;一块是APF和SVG, 现在还是以国外品牌为主,包括英飞凌。工业方面,电焊机市场容量比较大,低端电焊机呢现在基本上都已经国产化了,一些高端的像等离子切割机模块应用还是以国外品牌为主。


Q:车厂对碳化硅产品的衬底、外延会有指定要求吗?


A:碳化硅厂家想去进入车企的话,近几年基本不可能。因为碳化硅进入车企更考验厂家产业链的能力。车企对碳化硅厂家的导入是非常严格的,从衬底到外延片,包括良率都是考察的对象。


Q:国内几家碳化硅厂商的衬底做出来就是非车规级的?


A:大多数甚至将近100%,现在都还是在工业领域。国内的碳化硅企业想在汽车电控领域分一杯羹,还是要有比较长的路要走。如果是在二极管这块,现在渗透率已经算是比较不错的。

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