瑞能眼中的功率器件市場:有4個高速發展方向

市場調研機構Omdia此前給出一組功率分立器件市場現狀和展望數據 。從下面這兩張餅圖的發展情況來看,未來4-5年的發展時間里碳基MOSFET市場占有率會下降10%左右,部分讓位于碳化硅MOSFET——這份預測數據認為2024年碳化硅MOSFET會達到7%的市場份額,偏向著眼于高壓應用;其中氮化鎵功率二極管相應的也出現了市場份額的增長 。這一點表現的主要是寬禁帶器件的發展,也比較符合我們的認知 。
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Omdia的預測中,功率分立器件市場規模2024年增長至172億美元,相比2020年增長近18% 。而寬禁帶器件則會由2020年5%的市場占比增長到2024年的大約17% 。
功率半導體廠商也在抓緊這樣的機會 。瑞能半導體最近舉辦的媒體溝通會上就表達了類似的態度:這家公司自2015年從恩智浦半導體分離出來之前,只是恩智浦旗下上海的一條事業線 。瑞能半導體正式成立以后,基礎設施的完善動作還是相當迅捷,包括各種配套的前后端生產供應鏈,以及在產品布局上的持續做大 。
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瑞能半導體首席執行官Markus Mosen展示,合作代工廠生產的IGBT晶圓、碳化硅二極管與碳化硅MOSFET晶圓
瑞能半導體首席執行官Markus Mosen說得益于過去對晶圓和封裝產能的持續擴充,2021年能夠給客戶有很好的交付支持,到今年年底,瑞能的產品出貨總量預計在15億片左右 。Mosen說未來針對不同的產品,也都有進一步擴充產能的計劃 。這其實能夠表明當前市場的熱度 。
除了前端晶圓廠和后端封裝合作伙伴的布局,上個月初瑞能宣布其東莞倉庫正式開倉,這是個全球倉庫及物流中心 。Mosen說選擇在東莞設立這樣的全球倉庫及物流中心,是期望更靠近中國的客戶、靠近供應鏈,以及去做更多的人民幣業務 。這一點也從側面表明,中國的功率器件市場,機會相當多 。
"2020年新冠疫情以來,國內半導體供應鏈受到很大影響,同時我們也看到非常多的機會 。" 瑞能半導體全球市場部總監謝豐說,"瑞能半導體的管理層和各部門的員工經受住了挑戰,并且精準地把握了市場的機會,在較傳統的可控硅和快恢復二極管領域的替代方面,不僅在國內,在國際上我們也得到更多的機會來替換國際知名品牌 。"
我們來看看瑞能半導體眼中,功率器件市場未來的機會在哪兒 。借此也可從中窺見未來又有哪些新興領域會有比較大的發展機會 。
著眼于4個應用領域從2015年到現在,瑞能半導體的產品布局已經發生了相當大的變化 。"2015年我們主要做LP晶閘管、功率半導體FRD、SBD等以及高壓的晶體管 ?,F在的產品線豐富了很多,也有很多模塊化的產品 。"瑞能產品覆蓋的應用,以及獲得的市場機會也隨即變得多樣 。
Mosen總結了瑞能目前關注的重點應用領域,包括消費電子、可再生能源、大數據、汽車電子 。
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其中瑞能聚焦的消費電子包括各種家電、家庭娛樂設備,比如說游戲主機 。"如果各位玩過Xbox、PS的話,那么有50%的可能,你的游戲機的電源適配器里就有使用瑞能的功率器件 。"Mosen說 。
上面這張圖左側列出的就是瑞能對應于右側應用所推的產品,包括可控硅(即晶閘管)、快恢復二極管、碳化硅二極管等 。
"比如在洗衣機里面,現在普通的洗衣機就有3-5個三端雙向可控硅 。1個用于開門、關門,1個用于馬達控制,還有1個用于加熱——現在的洗衣機很多具備給水加熱的功能 。家用的這些尋常家電,都有我們產品的身影 。""碳化硅二極管現在都用在一些比如高效的電源適配器中,像是一些比較高端的空調電源 。"
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可再生能源也是現在科技向前推進的主旋律 。"我們的產品廣泛應用于包括太陽能逆變器、風能、充電樁、車載充電器、功率模塊領域 。"Mosen表示,"我想這個領域會有很大的增長機會 。原因很簡單,氣候變化,我們必須改變電力生產的模式和方法 。"
"這個領域我們可以看到快恢復二極管、碳化硅二極管,還有碳化硅MOSFET和IGBT 。"碳化硅MOSFET主要應用于逆變器、汽車車載充電器等應用 。對瑞能而言,碳化硅MOSFET與IGBT都是比較新的產品——這兩個類型的產品目前都逐漸有產品或預備推向市場 。在接受采訪時,Mosen也談到,對瑞能而言,未來1-2年內可再生能源會成為營收的重要增長點,相比更長遠發展規劃的汽車領域,在中短期內也更有發展潛力 。
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第三是計算與大數據 。汽車自動駕駛發展方向——包括數據傳感、通訊與計算的需求增長;加上物聯網的高速發展;以及疫情客觀上正在促成數字化生活轉型 。這些都讓"計算與大數據"有了發展的動力 。
Mosen舉了個例子,談到中國的購物節——他說的應該是618、雙11之類的活動 。"如果在購物節上服務器不給力,肯定是支撐不下去的 。我相信大數據領域也會有相當大的發展前景和非常快的增長速度 。"
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最后汽車市場的發展已經是眾所周知的了,畢竟汽車的電子化、數字化、智能化、網聯化發展已經是共識了 。"過去傳統內燃機引擎的汽車,每臺車上的半導體價值大約在300美金左右;將來有自動駕駛特性的汽車,每輛車之上半導體器件價值會達到1000美金 。"類似的數據,我們從汽車行業參與者和統計機構那里普遍也聽到過,其中可能包括了各類傳感器、功率器件、數字芯片 。
"這么龐大的市場,我相信中國未來每年可以售出3000萬輛車,美國、歐洲的體量和中國差不多,那么總體又能帶來多大的產值 。"Mosen說,"我在上海的大街小巷就已經看到了很多電動車、混動車,這個趨勢只會愈演愈烈 。"無論是特斯拉、蔚來這類汽車市場的新力量,還是正在轉型的傳統車企 。
瑞能應對這部分市場的方向包括"電動汽車的充電樁、車載充電機;也有用于摩托車的點火器、調壓器等——因為印度還有1億輛摩托車行駛在大街小巷,這仍是很龐大的市場 。"
"不過除了摩托車之外,我們的產品并不服務于傳統內燃機引擎汽車,而是針對電動車或混動車開發的 。包括碳化硅二極管、碳化硅MOSFET 。"Mosen特別談到,"電動車的挑戰在于續航和行駛里程 。天冷了以后行駛里程會有損耗 。"
"如果將碳化硅MOSFET應用于汽車的逆變器,根據車型不同,至少我們認為可以增加8%-10%的行駛里程 。"…"我們期望,除了高端昂貴的汽車以外,一般普通的電動車也能把行駛里程提高到相似的水平 。"
瑞能目前的市場地位與前瞻從瑞能展示的PPT可知,瑞能在功率器件領域的傳統主場應該是可控硅、FRD(快恢復二極管)、SBD(肖特基二極管)等 。Mosen在會上分享了Omdia統計的可控硅以及碳化硅整流器市場份額情況 。
"可控硅是個比較小的市場,總體市場也穩定,不像其他功率分立器件有很大的增長前景 。"Mosen解釋說 。瑞能目前在可控硅市場全球排名第二,國內第一——而且從這份數據來看,2020年相比2019年還能吃進不少市場,達到17%左右的市場份額 。許多家電產品中都能看到此類器件的身影 。
而碳化硅整流器市場方面,瑞能目前已經在Wolfspeed、英飛凌、羅姆、意法之后,成為這類分立器件的全球第五大供應商 。"我們從5、6年前開始做這類產品,現在進入全球排名前5,我們對自己的成就感到非常自豪 。"
與此同時Mosen特別談到,除了圖中列出的這些主要市場參與者,實際上仍有20%屬于"其他" 。所以碳化硅二極管市場仍然是大有可為的 。預計瑞能在這一領域的銷售額在新的一年還會翻番 。
二極管平臺本身也一直是瑞能的投入重點 。謝豐提到:"2018年以來,瑞能半導體陸續釋放了第四代的快恢復二極管和第五代的軟恢復二極管產品平臺,并在新平臺上,逐步豐富產品的布局 。特別是在2020年釋放的第五代二極管產品,結合了終端市場應用的高頻化趨勢,能很好的改善系統電磁干擾方面的問題 。"
"目前我們正在開發第六代二極管產品,這一代的產品能更好地與IGBT配合使用于模塊之中,可以用于像變頻器,太陽能逆變器等終端應用 。"據說其最新的Gen6碳化硅二極管即相當于市場上最先進的第六代技術 。
"今年年底,我們的汽車級碳化硅二極管產品就會推向市場,可以提供650V和1200V的樣品給客戶做測試,以滿足終端客戶需求 。"謝豐說 。除了這如上所述的傳統強項,瑞能如今的產品覆蓋非當年可比了 。
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"2015年我們主要做LP晶閘管、功率半導體FRD、SBD等以及高壓的晶體管 ?,F在的產品線豐富了很多,也有很多模塊化產品 。除了IGBT和MOSFET模塊之外,傳統晶閘管也有模塊,被應用得也越來越廣泛 。"Mosen表示,"我們也已經發布了一系列的保護器件,包括TVS、ESD靜電保護等,適用于多種應用場景,包括消費電子、工業應用等 。"
Mosen在接受采訪時表示:"現在碳化硅產品在總營收的占比不到10% 。但我們預計未來碳化硅產品會大幅增長 。"瑞能預計碳化硅產品的主要市場增長點在汽車和可再生能源方面 。對更具中長期潛力的汽車市場而言,"我們的車用產品,主要是面向大型充電樁的,當前占到我們營收的大約1%-2% 。從明年開始,我們會向汽車客戶提供解決方案,包括碳化硅解決方案和模塊等 。"
瑞能眼中的功率器件市場:有4個高速發展方向
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這其中格外受關注的自然就是碳化硅MOSFET了,謝豐表示:"碳化硅MOSFET產品今年內就可以開始商用,配合碳化硅二級管產品,給客戶提供更完善的解決方案 。我們研發團隊也在進行全碳化硅模塊的開發部署,相信不久的將來就可以提供全新的解決方案 。"
"我們希望碳化硅MOSFET產品,能夠和之前的整流器產品一樣,在5年時間內就做到全球前10的市場 。"相信這在難度上可能會更大,不過Mosen表示,"我們現在還在不斷更新技術平臺,希望瑞能能夠成為一個立足中國,卻開拓全球市場的領先的功率半導體廠商 。""我們質量是有保證的,我們非常有信心和海外對手競爭 。"
針對市場走向寬禁帶產品的趨勢,Mosen說:"我覺得中國不僅會成為很龐大的市場,還會成為非常重要的供應國,向全世界提供碳化硅產品,相信中國能夠抓住這樣的機會,成為向全球提供第三代半導體產品的領先者 。"

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