【导读】据电子时报报道，不断增加的外部限制给中国大陆晶圆代工厂带来了短期阵痛，迫使中国大陆半导体制造商加速国产化。他们的目标是打造自主可控的产品设计和制造能力，希望在“瓶颈”领域实现国产替代，尤其是功率半导体领域，中国大陆几家主要制造商都在加紧扩产。

根据SEMI（国际半导体产业协会）最新统计，2022年至2026年间，全球晶圆厂产能将持续扩张，达到96座晶圆厂，其中约76座为12英寸晶圆厂，其余20座为8英寸晶圆厂；从分布来看，新建晶圆厂趋势仍向亚太地区倾斜，65座晶圆厂将位于亚太地区，其中26座位于中国大陆。

国内晶圆厂陆续扩产功率半导体

中国大陆的这26家晶圆厂主要专注于扩大功率半导体和成熟的工艺产能。

晶圆代工龙头中芯国际在未来5至7年内将有约34万片晶圆产能的12英寸生产线建设项目，其中包括深圳、北京、上海等地项目。此外，中芯国际子公司还投资建设了一条12英寸特色工艺中试生产线，位列绍兴项目三期（计划于2023年竣工），该生产线主要生产IGBT、SJ等功率芯片，以及BCD等功率驱动芯片。

中芯国际绍兴项目总投资42亿元，目标建设一条涵盖研发和月产万片晶圆的12英寸专业化工艺中试生产线。以三期项目为基础，未来2-3年计划投资222亿元建设月产10万片晶圆的12英寸数模混合芯片制造项目。

华虹无锡工厂二期也于近期开始建设，该工厂投资额达67亿美元，计划新增一条12英寸专用工艺芯片生产线，月产能8.3万片晶圆。预计一期、二期建成后，该基地可达到月产能18万片晶圆。

华虹表示，重点关注“特色IC+功率分立器件”工艺的需求，正在对汽车级芯片、非易失性存储器（NVM）、电源管理和电源组件等工艺进行深入规划和研发，目标是继续增强其在新能源汽车（NEV）、物联网、新能源和智能终端设备方面的应用。

近期，正在筹备科创板IPO的华虹计划募资总额180亿元，用于投资无锡项目、8英寸晶圆厂优化升级、创新研发等，还有专业流程和流动性补充项目。

华虹近期获得了大基金（国家集成电路产业投资基金）二期资金资助，该基金将出资至多30亿元人民币，成为华虹的战略投资者。未来，当华虹完成IPO时，大基金将成为其主要股东之一。

根据IC Insights 2021年全球晶圆代工厂营收排名数据，华虹半导体排名第六，是中国大陆最大的以专业化工艺为主的晶圆代工厂。到2022年底，月产能达到32.4万片晶圆（相当于8英寸晶圆）。其产能位居中国大陆第二，仅次于中芯国际。

长期深耕MOSFET、IGBT等功率半导体的华润微电子，产能也在不断增长。华润微电子目前拥有3条6英寸和2条8英寸生产线，还拥有两条12英寸生产线，一条已投入使用，另一条正在建设中，分别是重庆12英寸晶圆制造生产线和深圳12英寸专业模拟生产线，规划月产能分别为3万台和4万台。

华润微电子表示，2023年，重庆12英寸生产线和先进封装测试基地的重点将是MOSFET、IGBT等功率器件，覆盖中低压到超高压，容量也在不断增加。深圳12英寸生产线预计2024年建成，计划专注于电源IC和MCU，这些重大项目都是为了满足当地新能源汽车和太阳能市场的需求。

尽管从2022年开始，半导体行业已从“供应短缺”转向“订单取消”，但在功率半导体应用领域，尤其是IGBT芯片仍然出现短缺。业内人士指出，中国大陆高端功率芯片，特别是太阳能、电动汽车等新兴产业，仍面临供应短缺的问题。

汽车电动化大势所趋，功率半导体深度受益

车载功率半导体稳健发展，离不开高压平台应用的助推。整车动力电池电压平台有 望将逐渐从现有的 400V 升级到 800V 系统，以满足消费者对电动汽车的长续航、快速充 电等期待，而这将对功率半导体的性能参数提出了更高的要求，中高压功率器件如 SJMOSFET、IGBT和碳化硅 MOSFET将会在车端大量应用，其单车价值量有望继续提升。 据半导体行业纵横数据，混动和纯电动汽车上功率半导体价值量分别占单车半导体 总价值的 40%和 55%。据英飞凌统计数据，纯电动汽车半导体价值量预估在 1000 美元 左右，而功率半导体达 550-600 美元左右。而车载功率半导体中最具代表的即 IGBT 和 MOSFET。

车规功率半导体需求强劲，电动化与高压化是两大重要推动力。随着汽车电动化、高 压化逐步渗透，功率半导体在电动汽车上单车价值量有望进一步提高。

在传统燃油车上，单车功率半导体价值量在 71 美元左右。且主要以中、低压 MOSFET 应用为主，比如在车门、车窗、座椅调节、后视镜、仪表、影音、HUD、 自动启停、雨刷、天窗、转向 ECU、制动 ECU、安全气囊、空调电动水泵、座 舱仪表灯、前后视大灯驱动等涉及电机等应用场景大量使用。MOSFET 单车用 量超 100 颗。比如单个转向 ECU 中使用数量达 8 颗。平均单价 2-10 元人民币 不等。

电动汽车包括纯电动，插电混动，混动（中混和强混）等。在此类汽车上， 电机驱动、照明、热管理、电动汽车主驱逆变器、DC/DC、升压器和 OBC （车载充电器）等产品将依据各自的工作功率大小，选择不同的功率半导体 器件。高、中、低压硅基 MOSFET、IGBT 和 SiC MOSFET 均有广泛使用。

不同类型的功率半导体分立器件和模块，在汽车上都能找到应用的落脚点。车载功 率半导体种类多，在做选型时，成本和效率是最关键的两大要素。首先需要考虑需要多大 功率，再去匹配多大的电压和电流，再结合系统效率和成本最终设计出一套最优方案。功 率半导体分立器件和模块根据在车上不同的系统应用，则选用不同规格的器件。 由此可见，功率半导体在电动汽车上应用场景非常广泛。不同种类，不同规格的 产品都能匹配到不同的系统应用。电动汽车销量稳健增长，最先获益的有望是当前具 代表性的功率半导体——硅基 MOSFET、IGBT 以及碳化硅。

产业链上下游不断协同

我国汽车功率半导体发展起步较晚，产业链尚不健全，上游的衬底、外延、晶圆、封装、测试，中游的电机、电控，下游的整车，以及关键材料、装备、软件、工艺等产业基础还没有形成协同创新、协同发展的局面。

为抓住机遇，共促汽车功率半导体发展，形成竞争优势，在工信部装备一司、电子司的指导下，在产业链主要企业的支持下，汽车功率半导体分会在汽车芯片创新联盟组织下正式设立，以促进功率半导体行业发展为总体目标，围绕产业链构建创新链促进产业协同合作，加快关键技术的快速突破，构建有竞争力的车规级功率半导体产业链。

“值得一提的是，近年来，以碳化硅、氮化镓等材料为代表的化合物半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而饱受关注。”张真榕还向记者表示，碳化硅功率器件受下游新能源汽车等行业需求拉动，市场规模增长快速。

根据IHS数据，受新能源汽车行业庞大的需求驱动，以及光伏风电和充电桩等领域对于效率和功耗要求提升的影响，预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美元，2018-2027年的复合增速接近40%。

博世中国执行副总裁徐大全表示，碳化硅芯片在未来2至3年都呈现供不应求的态势，博世持续在中国寻找合作伙伴来布局新产能。

“碳化硅处于汽车应用的起步阶段，需不断提升碳化硅功率器件的生产制造良品率，满足车规级量产质量要求。”一汽研发总院功率电子开发部部长赵永强则表示，碳化硅应用于车辆属于系统工程，需要整车、零部件、原材料生产企业的全产业链共同合作，中国整车同行给国产半导体试错中改进的机会。

碳化硅芯片加速降成本

从去年以来，新能源汽车行业发展迅速，芯片需求大增，导致缺芯问题影响了产业的正常发展，也成为不少企业的困扰。

对此，奇瑞汽车研发总院芯片规划总监郭宇辉向《证券日报》记者表示，今年结构性缺芯情况还存在，功率半导体只是其中一种，计算机类、控制类等也都存在短缺情况，半导体投资需要18-32个月的建设周期，从去年开始很多半导体厂商开始建厂，但到2025年才能真正释放出产能。

郭宇辉还提到，目前电动车前后驱都使用碳化硅功率半导体的成本太高，行业共识是只有20万元以上的电动车才会用碳化硅功率半导体。目前国内碳化硅原材料都是来自进口，国内还没有大规模供应。

据了解，三安半导体投资160亿元的长沙碳化硅全产业链垂直整合超级工厂，2021年6月一期工程投产，6英寸碳化硅晶圆产能爬坡至20万片/年，二期工程预计2023年完工，达产后年产能50万片6英寸碳化硅晶圆。

张真榕向记者表示，行业结构性缺芯确实存在，但这其中有危有机，公司也正在抓住这个机会，不断降低碳化硅的成本，并加速规模化应用，三安碳化硅功率半导体有望在今年四季度正式“上车”。价格下降来源于创新，一是生产技术良率要提升，二是整个设备原材料的国产化和技术创新也会带来成本降低。

郭宇辉也表示，具体到奇瑞方面的芯片应用，一方面是加速国产化，另一方面是保证供应链安全，在缺芯的时候能找到替代方案。

来源：贤集网

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