功率器件全国十强,新洁能何以抗衡英飞凌等巨

类别:行业新闻    发布时间:2020-07-08 13:22

无论是手机、电脑,还是汽车、家电,凡是有电流电压的电路系统中,都少不了一颗小小的“心脏”——功率器件,它能将发电设备产生的电压和频率杂乱不一的“粗电”,转化为参数统一的“精电”,再输送到每一个用电终端。

既被喻为“心脏”,功率器件对各行业的重要性不言而喻。让人欣慰的是,近年来随着各项政策大力扶持,这颗“心脏”的进口替代效应显著增强:2018年,在行业总规模大幅上升的情况下,功率器件隶属的分离器件领域进口额较2014年下降了10%左右。

在中高端功率器件领域,新洁能代表了国产替代的中坚力量。它连续三年被评为“中国半导体功率器件十强企业”,拥有1000余款产品,涵盖了消费、汽车、工业、光伏、物联网等各行各业。

相较于国内其他功率器件十强企业,新洁能资金实力并不突出,这也决定了其十分“轻盈”的运营模式——它是十强中唯一一家将芯片生产其他环节通通外包,而只专注于设计环节的功率器件厂商。那么,它是如何在背景强大、资金充裕的竞争对手中脱颖而出?其技术“硬实力”几何?

功率器件已有了70年发展史:早在20世纪50年代,二极管、三极管首次被应用于工业和电力系统,拉开了整个行业发展序幕。而后,可以控制电流开通的双向晶闸管、逆导晶闸管等器件,进一步推动了行业技术迭代。

然而,直到80年代后,被誉为功率器件的“明珠”——MOSFET和IGBT相继问世,才标志着功率器件全面进入电子应用时代。与二极管、晶闸管等不同,MOSFET和IGBT带有控制端,能够自由控制电源开通与关断,让终端应用完全可控。此外,它们还具备工作频率高、损耗低、耐压性高等诸多优势,更适应于工业、汽车等高要求领域。

MOSFET优点在于稳定性好,是开关电源、信号链等应用领域的“香饽饽”。2018年,全球MOSFET市场规模为59.6亿美元,占功率器件市场的39.8%;

IGBT原理与MOSFET类似,但克服了后者在高压环境损耗大的弱点,尤其适用于600V以上的工作环境。2018年,全球IGBT市场规模为49.0亿美元,占功率器件市场的32.7%。

新能源车行业兴起,将进一步为以上两种功率器件创造巨大增长空间。无论是基础车用娱乐系统,还是安全系统、电源控制系统、智能驾驶系统,功率器件在其中都发挥着至关重要的作用。

以功率器件为主的分立器件,在每台传统燃油车中用量仅为71美元。而到了新能源车这里,单台用量达到了387美元,是原来的5倍以上。此外,充电桩、变流器、逆变流器等配套设施,尤其需要IGBT作为控制单元。依据规划,2020年,国内分散式充电桩将超过480万个,为功率器件创造了巨大需求。

预计到2022年,全球MOSFET市场规模将接近75亿美元,其中,汽车应用领域的需求将超越计算机和数据存储领域,占总需求市场的22%;IGBT受益于充电桩等基础设施建设,增速更为显著,至2020年,其全球规模将由2018年的49亿美元增长至60亿美元。

尽管MOSFET和IGBT增长势头强劲,但国产功率器件仍以二极管、晶闸管为主,在汽车、工控等领域,中高端功率器件自给率严重不足——2016年,英飞凌、安森美两大巨头在国内MOSFET市场份额将近一半。

消费电子、家电引领的高增长时代已经过去,属于新能源汽车、物联网、AI等新技术时代正蓬勃兴起,要想抓住新时期功率半导体行业机会,国产厂商亟待突破高端技术。

在中高端功率器件领域,新洁能交出了不错的成绩单:2018年,公司位列中国功率半导体行业第六,这是新洁能连续第三个年头跻身全国前十功率半导体企业榜单。

谈到新洁能的技术实力,就不得不提公司第一大股东、实际控制人朱袁正先生。他在半导体行业有31年从业经历,是国内最早一批专注于MOSFET、IGBT等先进半导体功率器件研发和设计的先行者,作为发明人或设计人的专业利数量达92项。

知名投资机构达晨创投、芯片设计头部厂商上海贝岭(600171)是新洁能第二、第三大股东,亦从侧面彰显了其技术实力行业地位。

多年来,公司始终专注MOSFET、IGBT领域,取得了不少突破:新洁能是国内8英寸工艺平台芯片投片量最大的半导体功率器件设计公司之一,是最早同时拥有“沟槽型功率MOSFET”、“超结功率MOSFET”、“屏蔽栅功率MOSFET ”及IGBT 四大产品平台的本土企业。其部分产品的参数性能与送样表现,与英飞凌、安森美等一线品牌相当。

在多个下游应用领域,新洁能收获了头部客户青睐:海尔、美的、富士康、中兴通讯等企业,均与公司有深入合作。

随着新洁能逐渐打开市场、提升品牌知名度,其产品亦从单一的MOSFET、IGBT芯片转为更具集成性的功率器件。功率器件由公司委托外部企业对芯片封测包装而成,其毛利更高。当前,公司已有1000多种细分型号产品,满足客户多样化需求。

2016至2018年间,新洁能业绩十分亮眼:其营收从4.2亿跃升至7.2亿,净利润更是从3604万增长至1.4亿。随着功率器件占比逐渐提升,公司综合毛利率从18.89%一路上升至31.63%。

在中高端市场树有一席之地以后,新洁能踌躇满志,计划在未来三年内,进一步树立起中国半导体高端品牌形象。为此,公司拟筹资10.2亿,用于以下三方面建设:研发更高性能功率器件、建设半导体封装测试生产线与研发高性能原材料碳化硅。

首先是研发升级超低能耗高可靠性半导体功率器件。当前,该市场几乎全是国外厂商的天下。以高功率MOSFET为例,英飞凌、安森美、意法半导体均已推出全球最先进的屏蔽栅功率和超结功率MOSFET,而国内有能力量产的厂商寥寥无几,且可靠性与适用性离一流厂商仍有差距。

新洁能已具备屏蔽栅功率和超结功率MOSFET特色工艺技术,还计划筹资4.8亿元,用于打造新一代产品,以更适应新能源汽车、智能装备等新兴应用领域需求。

其次,为了把控产品质量、提升产品性能,新洁能计划建设自有封装测试生产线。在封测环节外包的模式下,新洁能拥有十多家封测服务供应商,它们技术水平存在差异、质量把控严格程度不一,这对公司产品质量保障造成一定困难。

此外,新洁能大量高功率密度产品,对封测生产线性能有着独特的要求。公司希望建立特有的生产线,可令其产品在同等条件下,工作温度降低10℃,导通电阻降低7%,产品可靠性更高寿命更长。同时,掌握了封测技术,更有利于公司控制产品成本。

其三,新洁能还拟筹资1.1亿元,用于先进材料碳化硅研发。碳化硅作为新一代半导体材料,具有更高的击穿电场、热导率、电子饱和速率及抗辐射能力,在高压功率器件领域能够完全克服硅材料弱点,更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。

2017年以来,我国碳化硅半导体产业逐步进入实质性推进的阶段,国内多条SiC产线相继投入使用,各环节产品也进入送样验证和小批量试生产阶段,量产和规模化应用正在形成。如新洁能成功研发出碳化硅半导体量产技术,将有望缩短与国际一流厂商差距,提高市场竞争力。

手捧功率半导体领域最耀眼的两颗“明珠”——MOSFET、IGBT,新洁能成为中高端市场稀缺标的,与英飞凌、安森美同台竞技。展望未来,新洁能还将致力于攻破更高精尖技术,打造出一流产品,树立中国半导体高端品牌形象。