英飛凌科技公司已正式啟用位于馬來西亞居林的新功率工廠一期英飛凌表示，投資 20 億歐元的居林晶圓廠將成為全球最大、最具競爭力的 200 毫米碳化硅 (SiC) 功率半導(dǎo)體晶圓廠，同時還將生產(chǎn)氮化鎵 (GaN) 器件。按照英飛凌所說，公司的目標(biāo)是在 2025 年將生產(chǎn)規(guī)模從 6 英寸擴大到 8 英寸。
該工廠一期投資 20 億歐元，采用外購 SiC 晶圓 生產(chǎn) SiC 功率半導(dǎo)體，還將包括氮化鎵 (GaN) 外延，創(chuàng)造 900 個就業(yè)崗位。預(yù)計 2024 年底投產(chǎn)。
第二階段的投資額高達(dá) 50 億歐元，將打造全球最大、最高效的 200 毫米 SiC 電源工廠，總共將創(chuàng)造多達(dá) 4,000 個就業(yè)崗位。這將與美國紐約州的 Wolfspeed 以及意大利卡塔尼亞的 STMicroelectronics和捷克的 onsemi等歐洲電源芯片工廠展開競爭。
英飛凌表示，該公司已獲得價值 50 億歐元的設(shè)計訂單，并已從現(xiàn)有和新客戶那里收到約 10 億歐元的預(yù)付款，用于持續(xù)擴建居林 3 號工廠。這些設(shè)計訂單包括汽車行業(yè)的六家 OEM 以及可再生能源和工業(yè)領(lǐng)域的客戶。
居林 3 將與位于奧地利菲拉赫的英飛凌工廠緊密相連，菲拉赫是英飛凌的全球功率半導(dǎo)體能力中心，該公司已在該工廠提高了 SiC 和 GaN 功率半導(dǎo)體的產(chǎn)能。兩個制造基地現(xiàn)在共享技術(shù)和工藝，可實現(xiàn)快速提升和平穩(wěn)高效的運營。
英飛凌科技首席執(zhí)行官 Jochen Hanebeck 在開幕式上表示：“基于碳化硅等創(chuàng)新技術(shù)的新一代功率半導(dǎo)體是實現(xiàn)脫碳和氣候保護(hù)的絕對先決條件。我們的技術(shù)提高了電動汽車、太陽能和風(fēng)能系統(tǒng)以及人工智能數(shù)據(jù)中心等無處不在的應(yīng)用的能源效率。因此，我們將在馬來西亞投資建造規(guī)模最大、效率最高的高科技 SiC 生產(chǎn)設(shè)施，并以強大的客戶承諾為后盾。”
“由于對半導(dǎo)體的需求將不斷上升，對居林的投資對我們的客戶來說極具吸引力，他們用預(yù)付款來支持投資。這還提高了綠色轉(zhuǎn)型所需關(guān)鍵部件供應(yīng)鏈的彈性。”
馬來西亞總理 YAB Dato' Seri Anwar Ibrahim 表示：“英飛凌的卓越項目鞏固了馬來西亞作為新興全球半導(dǎo)體中心的地位。這項重大投資將在我國海岸建立全球最大、最具競爭力的 SiC 功率工廠，創(chuàng)造就業(yè)機會，吸引供應(yīng)商、大學(xué)和頂尖人才。此外，它將通過促進(jìn)電氣化和提高電動汽車和可再生能源等許多應(yīng)用的效率來支持馬來西亞保護(hù)氣候的努力。因此，馬來西亞制造的技術(shù)將成為未來全球脫碳努力的核心部分。”
吉打州首席部長 YAB Muhammad Sanusi Md Nor 表示：“英飛凌在居林的深厚根基證明了該地區(qū)作為高科技產(chǎn)業(yè)中心的潛力。這項投資不僅將為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)創(chuàng)造高價值的就業(yè)機會，還將促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟增長。我們致力于繼續(xù)為吉打州提供一流的商業(yè)條件，并支持英飛凌在居林建立領(lǐng)先半導(dǎo)體工廠的努力，這將對整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極的連鎖反應(yīng)。”
居林 3 工廠將采用 100% 綠色電力，并采用最新的節(jié)能措施，包括最先進(jìn)的減排系統(tǒng)和綠色制冷劑化學(xué)品。確?？沙掷m(xù)運營的其他措施包括間接材料回收、節(jié)水和回收工藝。
迎接第三代半導(dǎo)體8吋晶圓新契機
十多年前，我們只知道第三帶半導(dǎo)體，會是個時代及產(chǎn)業(yè)的趨勢，并不全然地清楚實際應(yīng)用的場景及何時會發(fā)生。經(jīng)過這些年頭，產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈逐漸完整，應(yīng)用場景也日趨明朗，但是還尚未達(dá)到實際真正的引爆點。隨著8吋晶圓的導(dǎo)入，是有機會引起第三代半導(dǎo)體大爆發(fā)。
Yole在最近發(fā)表的市調(diào)報告，整體分離式功率元件（discrete power devices）市場規(guī)模在2022年達(dá)200億美元，預(yù)估在2028年會超越330億美元。這330億美元的市場規(guī)模，硅基功率元件仍占大宗，但第三代半導(dǎo)體比例會到30%以上。碳化硅與氮化鎵的比例約略是4:1，也就是碳化硅80億，氮化鎵20億。
在市場應(yīng)用上，幾年前流行一時的氮化鎵60W快充電源轉(zhuǎn)換器，只是個小眾市場。最近關(guān)注的焦點在于電動車的電控及電池充電系統(tǒng)，第三代半導(dǎo)體尤其是碳化硅扮演不可或缺的角色。然而近來火紅的AI算力中心的電源需求，第三代半導(dǎo)體的角色扮演，卻比較少受到關(guān)注。
不論是電動車或者AI算力中心，都需要大量的電流來驅(qū)動馬達(dá)或者是晶片。為了避免過度的電流在傳輸上造成損耗，以及減少導(dǎo)線承載電流的截面積，直流高電壓是個必然的趨勢。電動車已經(jīng)由直流48V走到400V，甚至于800V的直流高電壓，AI算力中心也勢必跟隨電動車腳步，轉(zhuǎn)向直流高電壓。
相較于基的功率元件（MOSFET、 IGBT），第三代半導(dǎo)體在相關(guān)高電壓、大電流及切換頻率的表現(xiàn)上都優(yōu)于硅基元件。電動車關(guān)注的在于高電壓及大電流，AI算力中心還須加上切換頻率，因為在機柜內(nèi)空間有限，提高切換頻率可以增加功率密度。
第三代半導(dǎo)體在供應(yīng)鏈及應(yīng)用端已逐漸成熟，市場何時會引爆？目前的重點在于價格。
舉一實際的案例，1個功率模組，若使用第三代半導(dǎo)體，其所需的元件數(shù)目可以是硅基元件的一半，但是遺憾的是整體的價格卻還是硅基的2倍。所以第三代半導(dǎo)體若能積極地導(dǎo)入8吋晶圓的制造，使得價格上能降低30～50%，引爆點就有機會發(fā)生。
氮化鎵已經(jīng)有公司導(dǎo)入8吋晶圓的制程，至于碳化硅到2025年將有IDM公司如英飛凌（Infineon）、安森美（Onsemi）、Wolfspeed、羅姆（Rohm）、意法半導(dǎo)體（ STM）、博世（Bosch）、富士電機（Fuji Electric）等陸續(xù)導(dǎo)入8吋晶圓，這些公司也或多或少有8吋氮化鎵晶圓的規(guī)劃。即將引爆的契機已快來臨，臺灣的產(chǎn)業(yè)鏈該如何抓住呢?
無可諱言，目前硅基功率元件產(chǎn)品及技術(shù)領(lǐng)頭的廠商，都是國際IDM的大廠，因為這是個元件設(shè)計與晶圓制造需要密切配合，才能創(chuàng)造出優(yōu)異產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。雖然國內(nèi)也加速發(fā)展，然而在中國，我們是以設(shè)計及晶圓代工分業(yè)，為主要的訴求，因此我們的功率元件廠商，只能配合晶圓代工廠所提供的標(biāo)準(zhǔn)制程，或做有限度的優(yōu)化，在量大的市場內(nèi)作價格上的競爭。
我們商業(yè)模式需要做些調(diào)整，整合是必要的，但不必然要走到IDM模式。
晶圓代工廠，尤其是能提供第三代半導(dǎo)體8吋晶圓的廠商，可以朝虛擬整合（virtual integration）的方向來規(guī)劃。也就是策略性地扶持少數(shù)幾家元件設(shè)計公司，在制程條件上予以充分的配合，宛如兩者是在同一個屋檐下工作，如此才有機會與國際IDM大廠一搏天下。
當(dāng)然，要能做到虛擬整合，必定不會是件簡單的事。
來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）綜合
