在智能手机失去了早几年快速增长的魔力之后,整个行业都将目光瞄向了5G、工业制造和新能源等领域。在很多企业看来,这些划时代的技术和应用在给全球带来产业革命的同时,也会给他们带来新的成长机遇,尤其是作为基础支撑的半导体产业,更是其中最直接的受益者。
5G时代的新风口
5G推动下的万物互联,是值得半导体产业界挖掘的一大金矿。无论是智能汽车、智能电表、智能医疗,还是物联网、车联网、人工智能,其中的连接、存储、安全或控制带给半导体厂商的机会都是巨大的。
全球知名分析机构IHS Markit预测,到2035年,5G将在全球创造12.3万亿美元经济产出,全球5G价值链产出也会高达3.5万亿美元。面对这样一个大市场,厂商们都在加紧布局,力争吃下5G经济的“头啖汤”。
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“这些技术进步首先体现在射频上。”日前,在北京举办的2017年ICCAD年会上,华虹宏力战略、市场与发展部门部长胡湘俊在名为《智能时代,畅想“芯”机遇》的演讲中指出。
5G技术需求
5G时代,网络传输频率开始往高频波段发展,再加上产业要求在同一套射频前端上实现对4G和3G 多模多频的支持,这就给射频前端开发者带来了新的机遇与挑战。
在胡湘俊看来,5G对射频和开关有了更多的需求,开关和LNA(低噪声放大器)的集成会成为一种新的趋势,这就对制造工艺有了新的需求;高频段传输也推动RF PA(射频功率放大器)从传统的LDMOS走向下一代的宽禁带半导体,这是半导体产业的另一个机会。
第三代化合物半导体材料
eSIM卡正是万物互联需求下的一个典型案例。“未来五到十年,eSIM将高速成长。车联网、POS机交易、医疗和智能电表等应用会成为促进eSIM成长的最大动力,eSIM的发展,会在传统SIM卡芯片之外带来新机遇,”胡湘俊强调。
eSIM需求强劲
“中国制造2025”带来的可能
2015年,我国发布了“中国制造2025”的战略计划。按照计划,到2025年,我国将达成从“制造大国”到“制造强国”的转型。
计划中强调,为实现目标,我们必须提高国家制造业的创新能力,加快发展智能制造装备和产品,还需要推进制造过程智能化。除此之外,强化核心基础零部件、先进工艺、关键基础材料和产业技术基础,也是“中国制造2025”关注的主体方向。为实现以上目标,我国将会瞄准十大发展领域,集成电路就是十大重点之一。
胡湘俊表示,在向制造强国迈进之路上,三大主题值得关注,分别是智能工厂、智能生产和智能物流,这三者的实现有赖于MCU、功率半导体和传感器。
智能工厂的典型应用
以智能工厂为例,当中的智能产线需要感知层、网络层、执行层和应用层,这就需要传感器、RFID、无线通信和机器人等提供支持,作为前端的传感器和MCU就是其中的关键。
中国电子信息产业发展研究院预测,未来五年国内传感器市场年复合增长31%,预计市场规模将达到1200亿元以上;在MCU,尤其是8英寸MCU市场方面,未来需求量更是稳步增长,胡湘俊补充说。
新能源形势下的增长
随着节能减排、绿色环保理念的盛行,新能源也逐渐成为了全球主流。无论是新能源汽车,还是风能、太阳能发电,所有的新能源概念都已经成为各个国家和企业的关注重点。以新能源汽车为例,大众表示,2025年,新能源车出货量将会占总销量的20%到25%;奔驰则希望届时其新能源汽车销量能达到总销量的15%到25%;本田则更激进,他们的计划是新能源汽车的销量在2030年占总销量的三分之二。中国的目标则是2030年新能源新车占比要40%。至于风能、太阳能发电,更是全球多地一直推进的发展方向。
可以看到,新能源趋势是不可逆的,半导体业者早已投入其中,期望寻找新的机遇。首先,无论是新能源汽车,还是风能、太阳能发电,都对IGBT等功率器件有很高的需求。作为一种由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,IGBT具有高输入阻抗;可采用通用低成本的驱动线路;高速开关;导通状态低损耗等特点,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。据博思数据显示,到2025年,功率半导体全球市场规模达340亿美元,2020到2025年间,年平均增长率将达到8.0%,无疑值得国内的半导体厂商的高度重视。
“作为新能源汽车发展的重镇,中国对IGBT、超级结MOSFET及宽禁带半导体等功率器件的重视和需求是前所未有的。”胡湘俊在大会上说。
从以上种种发展现状说明,一个全新的半导体市场正在重构。
华虹宏力的“芯”机遇
对华虹宏力来说,新兴市场与热点应用里蕴含着他们的无限机遇。华虹宏力作为全球领先的200mm纯晶圆代工厂,主要专注于研发及制造特种应用的200mm晶圆半导体,尤其是嵌入式非易失性存储器及功率器件。公司亦提供先进的射频、模拟及混合信号、电源管理IC及微机电系统(MEMS)等晶圆代工服务。华虹宏力具备充分的能力在这些市场把握新的增长机会。
如前文提到的eSIM卡领域。根据胡湘俊的介绍,在传统SIM卡市场中,华虹宏力的实力全球领先。至于eSIM卡方面,华虹宏力三年前已经在车联网设备和智能电表中实现了eSIM卡植入。面对eSIM卡引爆的新机会,他们能基于现有的嵌入式闪存工艺平台,继续巩固在SIM卡市场的份额,胡湘俊强调。
MCU领域,也是华虹宏力的战略重点,其包括嵌入式Flash/EEPROM/OTP/MTP等在内的全球领先的嵌入式非易失性存储器技术,覆盖了高、中、低端MCU芯片,为MCU设计公司提供了多种方案和选择。尤其是0.11微米超低漏电(Ultra-Low-Leakage,ULL)嵌入式闪存(eFlash)工艺平台,专为物联网打造,为华虹宏力和客户带来了明显的创新增长。
面向5G射频前端,华虹宏力也会持续研发0.13微米的RF SOI工艺,这种绝缘体上硅(SOI)技术的RF版本工艺,拥有隔离衬底的高电阻特性,还有设计周期短、简单易用、低功耗的特点,华虹宏力将积极推进其在5G射频中的应用。同时华虹宏力还在密切关注宽禁带半导体工艺,其拥有高效、高频、高功率、高稳定性、高线性度等优势,在市场终端有需求的时候,华虹宏力将及时作出反应。
针对新能源领域,华虹宏力将持续扩展其在IGBT、MOSFET等功率器件方面的领先优势。应用上,1200V主要用于工业领域及太阳能发电,而1700V和3300V则主要对应风能,华虹宏力可根据客户要求定制各种功率器件,满足了市场多样化需求。在配套的充电桩领域,华虹宏力也有超级结MOSFET等产品。可见,功率器件同样是华虹宏力助力中国半导体产业发展、挖掘未来半导体机会的着力点。
现在,华虹宏力的三个工厂各有侧重点,其8英寸产能合计达到了约17万片,公司在第三季的销售更是创下新高。其中,主攻智能卡、MCU等应用的嵌入式闪存占到销售收入的大头;面向工业领域和消费电子的功率器件也发展得有声有色。在多年的发展中,华虹宏力也积累了大量的专利,这为他们在未来的竞争中奠定了夯实的基础。
2016年中国企业发明专利授权量Top10
胡湘俊表示,未来十年是半导体发展的最好时机。从半导体行业观察看来,这其中也饱含着属于华虹宏力的新机遇。
文/半导体行业观察 李寿鹏