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英飞凌:把握第三代半导体带来的巨大市场机遇

来源:汽车商业评论(钱亚光)24年5月30日 19:32

英飞凌科技全球高级副总裁及大中华区总裁、英飞凌科技消费、计算与通讯业务大中华区负责人潘大伟

在当前绿色低碳化转型的大背景下,以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体作为新材料和新技术拥有巨大的市场机遇,已开始大量应用于新能源、电动汽车、充电桩和储能等领域。英飞凌科技全球高级副总裁及大中华区总裁、英飞凌科技消费、计算与通讯业务大中华区负责人潘大伟在2024英飞凌媒体日上表示。

媒体日上,潘大伟和英飞凌科技高级副总裁、汽车业务大中华区负责人曹彦飞、英飞凌科技高级副总裁、工业与基础设施业务大中华区负责人于代辉以及英飞凌科技高级副总裁、英飞凌无锡总经理范永新,围绕低碳化和数字化长期发展趋势,分享了英飞凌在过去一年的整体业务发展、第三代半导体领域重点布局情况。

得益于低碳化和数字化的发展趋势,英飞凌2023年财年营收达到163亿欧元,同比增长了15%;利润超过了43亿欧元,同比增长了30%。英飞凌拥有汽车电子、零碳工业功率、电源与传感系统、安全互联系统四大事业部。其中,汽车电子占到营收的51%第二位的是电源与传感系统,占了23%安全互联系统和零碳工业功率事业部各占13%

与此同时,相关机构发布的数据显示,2023年,英飞凌全球汽车半导体市场所占的份额为13.7%, 持续巩固了公司在汽车半导体行业的领导地位全球汽车微控制器市场中所占的份额达到28.5%,首次拿下全球汽车微控制器市场份额第一。

在应用方面,电动汽车、ADAS、可再生能源、物联网、AI/数据中心等五大应用市场是英飞凌营收的主要增长来源,给英飞凌的业务带了强劲的增长动能,贡献了35%的营收。

据潘大伟介绍,在功率半导体方面,英飞凌连续很多年稳居全球第一,产品组合覆盖了所有关键的半导体材料和技术,包括硅(Si)、碳化硅(SiC)以及氮化镓(GaN)。

值得注意的是以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体作为新材料和新技术,未来还有广阔的增量空间。作为行业领导者,英飞凌正通过不断的技术革新与市场布局,在第三代半导体领域发挥着引领作用,致力于满足经济社会发展对于更高能效、更环保的半导体产品的需求。


碳化硅渐成气候

碳化硅和氮化镓是目前应用最为广泛的第三代半导体,相比主流的硅基材料,碳化硅和氮化镓拥有高崩溃电压、高功率、高频、耐高温等特性,是推动电动车、5G、卫星通讯不可或缺的材料。

这种性能的差异有助于提升效率,延长车辆的续航能力,并降低动力系统在电池容量和热管理方面的总体成本而这些因素对于纯电动汽车尤为重要。

2023年上半年,全球范围内已经有40款搭载碳化硅技术的车型投入量产并开始交付,全球

碳化硅车型销量超过了120万辆;而在下半年,800V车型中的碳化硅车型渗透率逐月递增,从15%一路攀升至45%,全年国内上险的乘用车主驱碳化硅模块渗透率也达到了约10.7% 

根据市调机构YOLE分析,2021年时碳化硅市场规模为10.9亿美元,2023年市场规模为12.8亿美元。到了2030年,这一数字有望飙升至110亿至140亿美元,年复合增长率可达26%

英飞凌是碳化硅领域最有竞争力的技术供应商, 主要优势包括:一是有超过5家合格的碳化硅晶圆和晶锭供应商,有稳定的碳化硅原材料供应;二是可以通过Cold Split冷切割技术提高生产效率;三是拥有优异的沟槽工艺,在兼顾一流的可靠性的同时,让每块晶圆生产的芯片比平面晶体多30%;四是拥有一流的内部封装解决方案,可以实现最高功率密度; 五是长达几十年的丰富经验以及广泛的产品组合,让英飞凌具备深刻的系统理解能力。

在产能方面,英飞凌在奥地利菲拉赫和马来西亚居林的工厂,致力于扩大碳化硅和氮化镓功率半导体的产能,并计划在质量验证通过后的3年内全面过渡到200毫米(8英寸) 产能。其中居林工厂,从 2025 年第1季度开始,将推出 200毫米(8英寸) 碳化硅产品。

去年8月,英飞凌宣布将在20222月宣布的原始投资基础之上,在未来5年内,再投入多达50亿欧元进行居林第3厂区的2期建设,打造全球最大的200毫米(8英寸)碳化硅功率半导体晶圆厂,这座极具竞争力的生产基地将帮助英飞凌实现在2030年前拥有全球30%碳化硅市场份额的目标。

这项扩建计划也得到了客户的支持,英飞凌已经获得了来自汽车和工业应用领域约50亿欧元的碳化硅Design-win订单,以及来自相关客户约10亿欧元左右的预付款。

在媒体会后的采访中,英飞凌科技高级副总裁、英飞凌科技汽车业务大中华区负责人曹彦飞表示,尤其是IGBT作为功率器件被大规模用于主逆变器之后,最近这几年确实有非常多车企和车型在高压平台中采用了碳化硅器件

碳化硅方面,英飞凌基于过往二十多年的长期技术积累和行业积淀,在碳化硅产品的整体功率技术领先性和产品质量乃至供应链的稳定性等方面拥有诸多优势。并且,英飞凌也与客户项目进行了诸多探索,目前已经有很多量产上市的车型采用了英飞凌的碳化硅产品比如英飞凌将为小米SU7提供碳化硅HybridPACKTM Drive G2 CoolSiCTM功率模块及芯片产品直至2027年。

HybridPACK Drive是英飞凌的电动汽车功率模块系列,自2017年以来累计出货近850万颗。

据官方介绍,第一代(G1HybridPACK Drive2017年推出,采用的硅EDT2技术,可在750 V等级中提供100 kW180 kW的功率范围。

英飞凌科技高级副总裁、英飞凌科技汽车业务大中华区负责人曹彦飞

不过,他也表示,任何技术的发展都有一定的周期,这种周期伴随着技术的持续提升,也伴随着成本效益的改善,同时也持续地伴随着碳化硅的技术演进和应用发展。


在氮化镓领域积极布局

除了碳化硅之外,英飞凌在氮化镓领域也进行了布局,尤其是在车OBCDC/DC转换器,甚至在主逆变器上,有很多探讨和先期的研究。

去年10月份,英飞凌正式宣布完成对GaN Systems的成功收购。此次收购增强了英飞凌的氮化镓产品组合,凭借优异的研发资源、对应用的深刻理解和成熟的客户项目规划,GaN Systems 的收购将大大推进英飞凌的GaN路线图,进一步巩固英飞凌在功率系统领域的领导地位。

潘大伟表示,目前,英飞凌共有450名氮化镓技术专家和超过350个氮化镓技术专利族,其中比较关键的应用主要在车载充电器OBC移动充电、数据中心电源、家用太阳能逆变器方面。与此同时,英飞凌将充分发挥代工厂+集成制造商的优势,为迎接氮化镓市场的快速增长提供充足的产能保障。据估算,在重点应用领域,英飞凌氮化镓功率器件的潜在市场机会超过30亿欧元。

曹彦飞补充道在氮化镓领域,英飞凌也在头部客户围绕很多潜在的项目做技术接洽。目前,氮化镓在汽车领域的应用主体确实还是在车载OBCDC/DC这块;在高压主逆变器方面氮化镓的落地应用相对处于探索期,有一些问题需要解决和探索,但是英飞凌也已经在布局了。