1月，華潤微宣布將在重慶打造全國最大的功率半導體生產(chǎn)基地;去年年底，士蘭微發(fā)布公告在廈門建設兩條12英寸特色工藝生產(chǎn)線，主要產(chǎn)品為MEMS和功率半導體。兩個大型項目將國內功率半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推向高潮。作為半導體產(chǎn)業(yè)的一大分支，功率半導體對實現(xiàn)電能的高效產(chǎn)生、傳輸、轉換、存儲和控制作用巨大，是實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色制造的關鍵。2018年功率半導體市場將如何發(fā)展?中國功率半導體產(chǎn)業(yè)能否像集成電路產(chǎn)業(yè)一樣取得高速成長?

應用市場：汽車、工業(yè)雙輪驅動

功率半導體可以用來控制電路通斷，從而實現(xiàn)電力的整流、逆變、變頻等。一般將額定電流超過1安培的半導體器件歸類為功率半導體，其阻斷電壓從幾伏到上萬伏。常見的功率半導體有金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管芯片(IGBT)、快恢復二極管(FRD)、垂直雙擴散金屬-氧化物場效應晶體管(VDMOS)、可控硅(SCR)、大功率晶閘管(GTO)等。

從市場角度看，功率半導體從 2016年下半年開始行情回暖，此后需求持續(xù)旺盛。根據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，2017年包括功率離散元件、功率模組在內的全球整體功率半導體市場銷售額達383億美元，增長率約達7.5%。在接受采訪時，英飛凌工業(yè)功率控制事業(yè)部中國區(qū)負責人于代輝表示，繼續(xù)看好2018年功率半導體市場，特別是中國的功率半導體市場規(guī)模迅速增長。

功率半導體廣泛應用于汽車、家電、光伏、風電、軌道交通等領域，滲透進了人們生活的方方面面。業(yè)界普遍認為，帶動功率半導體旺盛需求的一個重要原因是下游新能源汽車的高速增長。我國作為全球最大的新能源汽車市場，2017年前十月新能源汽車產(chǎn)量達51.7萬輛，同比增長45.63%，預計全年70萬輛銷售目標有望完成。 而汽車電子是功率半導體器件最主要的應用領域之一。根據(jù)行業(yè)研究數(shù)據(jù)，新能源汽車所用的IGBT約占電動汽車總成本的10%。2016年國務院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》：到2020年，新能源汽車實現(xiàn)當年產(chǎn)銷200萬輛以上，累計產(chǎn)銷超過500萬輛。

另一個預計將呈現(xiàn)爆炸性增長的市場是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。威世半導體亞洲區(qū)銷售高級副總裁Johnson Koo此前在接受記者采訪時表示，《中國制造2025》是中國版的工業(yè)4.0，是中國在建成制造強國三個十年“三步走”戰(zhàn)略的第一個十年的行動綱領。工業(yè)4.0的實現(xiàn)本身就需要制造業(yè)的轉型升級。這些新興的需求將為半導體公司提供更多市場機會，包括工業(yè)傳感器、微控制器、電子標簽和功率器件等。

新產(chǎn)線：士蘭微、華潤相繼投資

中國功率半導體市場增長雖然很快，廠商實力與國際巨頭相比還有較大差距，不過近年來國內的企業(yè)也在積極追趕，并取得了一定成果。賽迪顧問報告指出，目前我國功率器件龍頭企業(yè)處于加速整合海外優(yōu)質資源，加速向中高端市場邁進的進程中。因此，預計2018年國內功率半導體產(chǎn)業(yè)有望如集成電路產(chǎn)業(yè)一樣，掀起一輪發(fā)展熱潮。

2017年年底，士蘭微宣布將在廈門市海滄區(qū)建設兩條12英寸65nm—90nm的特色工藝芯片生產(chǎn)線。根據(jù)士蘭微的公告，第一條產(chǎn)線總投資70億元，工藝線寬90nm，達產(chǎn)規(guī)模8萬片/月;分兩期實施，一期總投資50億元，公司以貨幣出資3億，實現(xiàn)月產(chǎn)能4萬片。第二條產(chǎn)線初步概算總投資100億元，工藝線寬為65nm—90nm。這兩條產(chǎn)線的主要產(chǎn)品為MEMS、功率器件。而華潤微則在2018年1月8日與重慶市經(jīng)信委、重慶西永微電子產(chǎn)業(yè)園區(qū)開發(fā)有限公司簽約，將在重慶設立一座國家級功率半導體研發(fā)中心、建設國內最大的功率半導體制造中心，同時完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，形成從原材料制造、IC設計到封裝測試的完整產(chǎn)業(yè)鏈條，帶動當?shù)丶呻娐樊a(chǎn)業(yè)基地升級。

更重要的是，經(jīng)過這些年的培育與發(fā)展，國內功率半導體的產(chǎn)業(yè)鏈有了長足的進步。中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會秘書長肖向峰表示，近5年來我國電力電子器件產(chǎn)業(yè)鏈在多個方面取得進展，包括電子材料、IGBT用高阻區(qū)熔中照單晶、IGBT用平板全壓接多臺架陶瓷結構件、IGBT專用焊錫、IGBT用氮化鋁DBC覆銅板、IGBT用鋁碳化硅基板、6英寸碳化硅晶圓及外延、6英寸碳化硅、8英寸SiC襯底的GaN外延、6英寸藍寶石襯底的GaN外延等。這些領域的發(fā)展成熟為未來我國功率半導體產(chǎn)業(yè)的成長打下了較為堅實的基礎。

新材料：SiC領先GaN牽引功率器件迅猛發(fā)展

半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個階段：第一代半導體材料以硅(Si)為代表，第二代半導體材料砷化鎵(GaAs)也已經(jīng)廣泛應用，而第三代半導體材料以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)等寬禁帶為代表。第三代半導體材料突出優(yōu)點是在導熱率、抗輻射能力、擊穿電場、電子飽和速率等方面，因此更適用于高溫、高頻、抗輻射的場合。

以SiC材料為基礎的功率半導體技術上較為成熟，市場在2016年正式形成，市場規(guī)模約在2.1億—2.4億美元之間。作為國內成立最早規(guī)模最大的SiC單晶襯底高新企業(yè)天科合達公司發(fā)展迅猛，已連續(xù)八年被YOLE公司列為國際SiC單晶襯底主要制造商。Yole預測，到2021年將上漲至5.5億美元，復合年均增長率預計將達19%。氮化鎵器件則相對滯后一些。

不過，2017年以來功率氮化鎵的產(chǎn)品技術也在加快成熟，預計2018年將是功率氮化鎵較具成長性的一年。潘大偉告訴記者，英飛凌將推出的一個功率GaN的系列產(chǎn)品，能夠提高功率轉化的頻率，功率的密度非常高，可以達到硅片10到100倍的改善的效果。Yole公司的報告也印證了這一點：2016年全球功率氮化鎵有了大約1400萬美元的市場。這相對于總規(guī)模達到300億美元的硅功率半導體市場，當然還顯得很微不足道。不過，功率氮化鎵技術憑借其高性能和高頻解決方案適用性，短期內預計將展現(xiàn)出巨大的市場潛力。

在中國功率GaN技術也有較快發(fā)展。2017年11月英諾賽科的8英寸硅基氮化鎵生產(chǎn)線通線投產(chǎn)，成為國內首條實現(xiàn)量產(chǎn)的8英寸硅基氮化鎵生產(chǎn)線。華潤微規(guī)劃建設的化合物半導體項目，判斷生產(chǎn)線主要是GaN工藝。該項目將分兩期實施，其中一期項目投資20億元，二期投資30億元。