英飛凌科技公司已正式啟用位于馬來(lái)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(jìng)爭(zhēng)力的 200 毫米碳化硅 (SiC) 功率半導(dǎo)體晶圓廠，同時(shí)還將生產(chǎn)氮化鎵 (GaN) 器件。按照英飛凌所說(shuō)，公司的目標(biāo)是在 2025 年將生產(chǎn)規(guī)模從 6 英寸擴(kuò)大到 8 英寸。
該工廠一期投資 20 億歐元，采用外購(gòu) 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(gè)就業(yè)崗位。預(yù)計(jì) 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(gè)就業(yè)崗位。這將與美國(guó)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(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
英飛凌表示，該公司已獲得價(jià)值 50 億歐元的設(shè)計(jì)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(kuò)建居林 3 號(hào)工廠。這些設(shè)計(jì)訂單包括汽車(chē)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(gè)制造基地現(xiàn)在共享技術(shù)和工藝，可實(shí)現(xiàn)快速提升和平穩(wěn)高效的運(yùn)營(yíng)。
英飛凌科技首席執(zhí)行官 Jochen Hanebeck 在開(kāi)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(shí)現(xiàn)脫碳和氣候保護(hù)的絕對(duì)先決條件。我們的技術(shù)提高了電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能和風(fēng)能系統(tǒng)以及人工智能數(shù)據(jù)中心等無(wú)處不在的應(yīng)用的能源效率。因此，我們將在馬來(lái)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(qiáng)大的客戶承諾為后盾。”
“由于對(duì)半導(dǎo)體的需求將不斷上升，對(duì)居林的投資對(duì)我們的客戶來(lái)說(shuō)極具吸引力，他們用預(yù)付款來(lái)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(lái)西亞總理 YAB Dato' Seri Anwar Ibrahim 表示：“英飛凌的卓越項(xiàng)目鞏固了馬來(lái)西亞作為新興全球半導(dǎo)體中心的地位。這項(xiàng)重大投資將在我國(guó)海岸建立全球最大、最具競(jìng)爭(zhēng)力的 SiC 功率工廠，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，吸引供應(yīng)商、大學(xué)和頂尖人才。此外，它將通過(guò)促進(jìn)電氣化和提高電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源等許多應(yīng)用的效率來(lái)支持馬來(lái)西亞保護(hù)氣候的努力。因此，馬來(lái)西亞制造的技術(shù)將成為未來(lái)全球脫碳努力的核心部分。”
吉打州首席部長(zhǎng) 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(xiàng)投資不僅將為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)創(chuàng)造高價(jià)值的就業(yè)機(jī)會(huì)，還將促進(jìn)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。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(duì)整個(gè)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(yùn)營(yíng)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(jī)
十多年前，我們只知道第三帶半導(dǎo)體，會(huì)是個(gè)時(shí)代及產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)，并不全然地清楚實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景及何時(shí)會(huì)發(fā)生。經(jīng)過(guò)這些年頭，產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈逐漸完整，應(yīng)用場(chǎng)景也日趨明朗，但是還尚未達(dá)到實(shí)際真正的引爆點(diǎn)。隨著8吋晶圓的導(dǎo)入，是有機(jī)會(huì)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(bào)告，整體分離式功率元件（discrete power devices）市場(chǎng)規(guī)模在2022年達(dá)200億美元，預(yù)估在2028年會(huì)超越330億美元。這330億美元的市場(chǎng)規(guī)模，硅基功率元件仍占大宗，但第三代半導(dǎo)體比例會(huì)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(chǎng)應(yīng)用上，幾年前流行一時(shí)的氮化鎵60W快充電源轉(zhuǎn)換器，只是個(gè)小眾市場(chǎng)。最近關(guān)注的焦點(diǎn)在于電動(dòng)車(chē)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(lái)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(dòng)車(chē)或者AI算力中心，都需要大量的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或者是晶片。為了避免過(guò)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(gè)必然的趨勢(shì)。電動(dòng)車(chē)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(shì)必跟隨電動(dòng)車(chē)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(dòng)車(chē)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?yàn)樵跈C(jī)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(chǎng)何時(shí)會(huì)引爆？目前的重點(diǎn)在于價(jià)格。
舉一實(shí)際的案例，1個(gè)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(jià)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(jià)格上能降低30～50%，引爆點(diǎn)就有機(jī)會(huì)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(jī)（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(jī)已快來(lái)臨，臺(tái)灣的產(chǎn)業(yè)鏈該如何抓住呢?
無(wú)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(guó)際IDM的大廠，因?yàn)檫@是個(gè)元件設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)也加速發(fā)展，然而在中國(guó)，我們是以設(shè)計(jì)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(chǎng)內(nèi)作價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)。
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(lái)規(guī)劃。也就是策略性地扶持少數(shù)幾家元件設(shè)計(jì)公司，在制程條件上予以充分的配合，宛如兩者是在同一個(gè)屋檐下工作，如此才有機(jī)會(huì)與國(guó)際IDM大廠一搏天下。
當(dāng)然，要能做到虛擬整合，必定不會(huì)是件簡(jiǎn)單的事。
來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）綜合
