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瑞能眼中的功率器件市场:有4个高速发展方向

时间:2021-08-09 作者:黄烨锋 阅读:
从2015年到现在,瑞能半导体的产品布局已经发生了相当大的变化。“2015年我们主要做LP晶闸管、功率半导体FRD、SBD等以及高压的晶体管。现在的产品线丰富了很多,也有很多模块化的产品。”瑞能产品覆盖的应用,以及获得的市场机会也随即变得多样。
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市场调研机构Omdia此前给出一组功率分立器件市场现状和展望数据。从下面这两张饼图的发展情况来看,未来4-5年的发展时间里碳基MOSFET市场占有率会下降10%左右,部分让位于碳化硅MOSFET——这份预测数据认为2024年碳化硅MOSFET会达到7%的市场份额,偏向着眼于高压应用;其中氮化镓功率二极管相应的也出现了市场份额的增长。这一点表现的主要是宽禁带器件的发展,也比较符合我们的认知。

Omdia的预测中,功率分立器件市场规模2024年增长至172亿美元,相比2020年增长近18%。而宽禁带器件则会由2020年5%的市场占比增长到2024年的大约17%。

功率半导体厂商也在抓紧这样的机会。瑞能半导体最近举办的媒体沟通会上就表达了类似的态度:这家公司自2015年从恩智浦半导体分离出来之前,只是恩智浦旗下上海的一条事业线。瑞能半导体正式成立以后,基础设施的完善动作还是相当迅捷,包括各种配套的前后端生产供应链,以及在产品布局上的持续做大。

瑞能半导体首席执行官Markus Mosen展示,合作代工厂生产的IGBT晶圆、碳化硅二极管与碳化硅MOSFET晶圆

瑞能半导体首席执行官Markus Mosen说得益于过去对晶圆和封装产能的持续扩充,2021年能够给客户有很好的交付支持,到今年年底,瑞能的产品出货总量预计在15亿片左右。Mosen说未来针对不同的产品,也都有进一步扩充产能的计划。这其实能够表明当前市场的热度。

除了前端晶圆厂和后端封装合作伙伴的布局,上个月初瑞能宣布其东莞仓库正式开仓,这是个全球仓库及物流中心。Mosen说选择在东莞设立这样的全球仓库及物流中心,是期望更靠近中国的客户、靠近供应链,以及去做更多的人民币业务。这一点也从侧面表明,中国的功率器件市场,机会相当多。

“2020年新冠疫情以来,国内半导体供应链受到很大影响,同时我们也看到非常多的机会。” 瑞能半导体全球市场部总监谢丰说,“瑞能半导体的管理层和各部门的员工经受住了挑战,并且精准地把握了市场的机会,在较传统的可控硅和快恢复二极管领域的替代方面,不仅在国内,在国际上我们也得到更多的机会来替换国际知名品牌。”

我们来看看瑞能半导体眼中,功率器件市场未来的机会在哪儿。借此也可从中窥见未来又有哪些新兴领域会有比较大的发展机会。

着眼于4个应用领域

从2015年到现在,瑞能半导体的产品布局已经发生了相当大的变化。“2015年我们主要做LP晶闸管、功率半导体FRD、SBD等以及高压的晶体管。现在的产品线丰富了很多,也有很多模块化的产品。”瑞能产品覆盖的应用,以及获得的市场机会也随即变得多样。

Mosen总结了瑞能目前关注的重点应用领域,包括消费电子、可再生能源、大数据、汽车电子。

其中瑞能聚焦的消费电子包括各种家电、家庭娱乐设备,比如说游戏主机。“如果各位玩过Xbox、PS的话,那么有50%的可能,你的游戏机的电源适配器里就有使用瑞能的功率器件。”Mosen说。

上面这张图左侧列出的就是瑞能对应于右侧应用所推的产品,包括可控硅(即晶闸管)、快恢复二极管、碳化硅二极管等。

“比如在洗衣机里面,现在普通的洗衣机就有3-5个三端双向可控硅。1个用于开门、关门,1个用于马达控制,还有1个用于加热——现在的洗衣机很多具备给水加热的功能。家用的这些寻常家电,都有我们产品的身影。”“碳化硅二极管现在都用在一些比如高效的电源适配器中,像是一些比较高端的空调电源。”

可再生能源也是现在科技向前推进的主旋律。“我们的产品广泛应用于包括太阳能逆变器、风能、充电桩、车载充电器、功率模块领域。”Mosen表示,“我想这个领域会有很大的增长机会。原因很简单,气候变化,我们必须改变电力生产的模式和方法。”

“这个领域我们可以看到快恢复二极管、碳化硅二极管,还有碳化硅MOSFET和IGBT。”碳化硅MOSFET主要应用于逆变器、汽车车载充电器等应用。对瑞能而言,碳化硅MOSFET与IGBT都是比较新的产品——这两个类型的产品目前都逐渐有产品或预备推向市场。在接受采访时,Mosen也谈到,对瑞能而言,未来1-2年内可再生能源会成为营收的重要增长点,相比更长远发展规划的汽车领域,在中短期内也更有发展潜力。

第三是计算与大数据。汽车自动驾驶发展方向——包括数据传感、通讯与计算的需求增长;加上物联网的高速发展;以及疫情客观上正在促成数字化生活转型。这些都让“计算与大数据”有了发展的动力。

Mosen举了个例子,谈到中国的购物节——他说的应该是618、双11之类的活动。“如果在购物节上服务器不给力,肯定是支撑不下去的。我相信大数据领域也会有相当大的发展前景和非常快的增长速度。”

最后汽车市场的发展已经是众所周知的了,毕竟汽车的电子化、数字化、智能化、网联化发展已经是共识了。“过去传统内燃机引擎的汽车,每台车上的半导体价值大约在300美金左右;将来有自动驾驶特性的汽车,每辆车之上半导体器件价值会达到1000美金。”类似的数据,我们从汽车行业参与者和统计机构那里普遍也听到过,其中可能包括了各类传感器、功率器件、数字芯片。

“这么庞大的市场,我相信中国未来每年可以售出3000万辆车,美国、欧洲的体量和中国差不多,那么总体又能带来多大的产值。”Mosen说,“我在上海的大街小巷就已经看到了很多电动车、混动车,这个趋势只会愈演愈烈。”无论是特斯拉、蔚来这类汽车市场的新力量,还是正在转型的传统车企。

瑞能应对这部分市场的方向包括“电动汽车的充电桩、车载充电机;也有用于摩托车的点火器、调压器等——因为印度还有1亿辆摩托车行驶在大街小巷,这仍是很庞大的市场。”

“不过除了摩托车之外,我们的产品并不服务于传统内燃机引擎汽车,而是针对电动车或混动车开发的。包括碳化硅二极管、碳化硅MOSFET。”Mosen特别谈到,“电动车的挑战在于续航和行驶里程。天冷了以后行驶里程会有损耗。”

“如果将碳化硅MOSFET应用于汽车的逆变器,根据车型不同,至少我们认为可以增加8%-10%的行驶里程。”…“我们期望,除了高端昂贵的汽车以外,一般普通的电动车也能把行驶里程提高到相似的水平。”

瑞能目前的市场地位与前瞻

从瑞能展示的PPT可知,瑞能在功率器件领域的传统主场应该是可控硅、FRD(快恢复二极管)、SBD(肖特基二极管)等。Mosen在会上分享了Omdia统计的可控硅以及碳化硅整流器市场份额情况。

“可控硅是个比较小的市场,总体市场也稳定,不像其他功率分立器件有很大的增长前景。”Mosen解释说。瑞能目前在可控硅市场全球排名第二,国内第一——而且从这份数据来看,2020年相比2019年还能吃进不少市场,达到17%左右的市场份额。许多家电产品中都能看到此类器件的身影。

而碳化硅整流器市场方面,瑞能目前已经在Wolfspeed、英飞凌、罗姆、意法之后,成为这类分立器件的全球第五大供应商。“我们从5、6年前开始做这类产品,现在进入全球排名前5,我们对自己的成就感到非常自豪。”

与此同时Mosen特别谈到,除了图中列出的这些主要市场参与者,实际上仍有20%属于“其他”。所以碳化硅二极管市场仍然是大有可为的。预计瑞能在这一领域的销售额在新的一年还会翻番。

二极管平台本身也一直是瑞能的投入重点。谢丰提到:“2018年以来,瑞能半导体陆续释放了第四代的快恢复二极管和第五代的软恢复二极管产品平台,并在新平台上,逐步丰富产品的布局。特别是在2020年释放的第五代二极管产品,结合了终端市场应用的高频化趋势,能很好的改善系统电磁干扰方面的问题。”

“目前我们正在开发第六代二极管产品,这一代的产品能更好地与IGBT配合使用于模块之中,可以用于像变频器,太阳能逆变器等终端应用。”据说其最新的Gen6碳化硅二极管即相当于市场上最先进的第六代技术。

“今年年底,我们的汽车级碳化硅二极管产品就会推向市场,可以提供650V和1200V的样品给客户做测试,以满足终端客户需求。”谢丰说。除了这如上所述的传统强项,瑞能如今的产品覆盖非当年可比了。

“2015年我们主要做LP晶闸管、功率半导体FRD、SBD等以及高压的晶体管。现在的产品线丰富了很多,也有很多模块化产品。除了IGBT和MOSFET模块之外,传统晶闸管也有模块,被应用得也越来越广泛。”Mosen表示,“我们也已经发布了一系列的保护器件,包括TVS、ESD静电保护等,适用于多种应用场景,包括消费电子、工业应用等。”

Mosen在接受采访时表示:“现在碳化硅产品在总营收的占比不到10%。但我们预计未来碳化硅产品会大幅增长。”瑞能预计碳化硅产品的主要市场增长点在汽车和可再生能源方面。对更具中长期潜力的汽车市场而言,“我们的车用产品,主要是面向大型充电桩的,当前占到我们营收的大约1%-2%。从明年开始,我们会向汽车客户提供解决方案,包括碳化硅解决方案和模块等。”

这其中格外受关注的自然就是碳化硅MOSFET了,谢丰表示:“碳化硅MOSFET产品今年内就可以开始商用,配合碳化硅二级管产品,给客户提供更完善的解决方案。我们研发团队也在进行全碳化硅模块的开发部署,相信不久的将来就可以提供全新的解决方案。”

“我们希望碳化硅MOSFET产品,能够和之前的整流器产品一样,在5年时间内就做到全球前10的市场。”相信这在难度上可能会更大,不过Mosen表示,“我们现在还在不断更新技术平台,希望瑞能能够成为一个立足中国,却开拓全球市场的领先的功率半导体厂商。”“我们质量是有保证的,我们非常有信心和海外对手竞争。”

针对市场走向宽禁带产品的趋势,Mosen说:“我觉得中国不仅会成为很庞大的市场,还会成为非常重要的供应国,向全世界提供碳化硅产品,相信中国能够抓住这样的机会,成为向全球提供第三代半导体产品的领先者。”

责编:Luffy Liu

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黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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