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“詩與遠(yuǎn)方 補(bǔ)芯強(qiáng)電”德力西的“閑棋”有深意

??2021-09-24 閱讀:594
       自2020年以來,受疫情、新能源汽車產(chǎn)能井噴等多重因素影響,缺“芯”潮席卷全球,國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)乘勢而上,加速國產(chǎn)化替代。以德力西參股的鍇威特半導(dǎo)體為例,因?yàn)橛唵伪铮坏貌煌窬?0%的客戶,即便如此,今年上半年的出貨量也接近4億顆,銷售額較去年同期相比增長130%。
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在德力西集團(tuán)以電氣業(yè)務(wù)為主軸構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)版圖里,半導(dǎo)體業(yè)務(wù)目前還只能算一塊很小的拼圖,但正如集團(tuán)董事局主席胡成中所說,高端制造離不開芯片,產(chǎn)業(yè)升級需要國產(chǎn)芯片作為“硬支撐”。

屬于德力西的“詩與遠(yuǎn)方”,必定有半導(dǎo)體的關(guān)鍵一席之地。

先合作,后相識

2020年兩會前夕,德力西集團(tuán)行政中心按往年慣例將十三屆全國人大代表胡成中的5份建議文稿提供給各大媒體。敏銳的記者很快注意到其中一份《關(guān)于打造芯片強(qiáng)國 引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的建議》,紛紛詢問:“胡代表‘跨界’談芯片,是德力西有意進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域嗎……”

謎底在4個多月后揭曉,德力西集團(tuán)旗下上市公司甘化科工當(dāng)年9月宣布斥資6000多萬元,收購蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司約13.4%的股份,一個月后又再次增資4700多萬元,持有鍇威特股份超過20%。

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鍇威特是一家2015年成立于張家港的高新技術(shù)企業(yè)、小巨人企業(yè)、瞪羚企業(yè),創(chuàng)始人系業(yè)內(nèi)專家丁國華(現(xiàn)任總裁),主營業(yè)務(wù)是功率半導(dǎo)體器件和功率集成芯片,與大眾熟知的電腦芯片、手機(jī)芯片似乎離得很遠(yuǎn)。實(shí)際上,半導(dǎo)體是一個龐大的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,既包括集成電路(芯片、存儲器),也包括分立器件;就芯片而言,又分為數(shù)字芯片(IC)、模擬芯片(IC)。鍇威特的術(shù)業(yè)專攻,就是下圖紅圈中這部分。

“鍇威特”是英文convert(轉(zhuǎn)換)的音譯,這個名字事實(shí)上也高度概括了功率半導(dǎo)體器件和功率集成芯片的作用——簡單說來就是把高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電(或相反)、直流電轉(zhuǎn)換為交流電(或相反)、把電路從閉合轉(zhuǎn)換為斷開(或相反)、把不穩(wěn)定的電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電流……在應(yīng)用半導(dǎo)體之前,人們往往需要通過復(fù)雜的線圈、磁鐵等部件的組合才能實(shí)現(xiàn)這些目的。

鍇威特總經(jīng)理羅寅打了一個形象的比方:如果拿人體來參照的話,數(shù)字芯片(如電腦或手機(jī)的CPU)就相當(dāng)于大腦,負(fù)責(zé)思考、判斷和發(fā)號施令;但光有大腦是無法讓身體動起來的,大腦所發(fā)出的微弱電信號要經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)的分配和放大,才能驅(qū)動目標(biāo)肌肉的收縮或舒張。同樣,當(dāng)我們用手機(jī)向家里的LED燈發(fā)出“開燈”的指令時,其實(shí)是功率半導(dǎo)體執(zhí)行了給燈珠通電的任務(wù)。而當(dāng)我們在手機(jī)上調(diào)節(jié)燈光亮度時,實(shí)際上也是功率半導(dǎo)體在控制燈珠通電/斷電的切換頻率,切換得越快燈光就越亮,反之就越暗。

據(jù)羅寅介紹,雖然人們對功率器件和功率芯片比較陌生,但生活中早已被它們環(huán)繞,小到充電器和電腦、手機(jī),中到家用電器,大到電動汽車乃至高鐵,沒有功率半導(dǎo)體部件的支持都玩不轉(zhuǎn)。

以新能源汽車為例,與燃油汽車相比,純電汽車本身及充電樁對功率半導(dǎo)體芯片和器件的需求增長了4倍以上。正是看好國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場,鍇威特才在近年啟動轉(zhuǎn)型,從一開始只管設(shè)計、制造的“理工男”路線,開始向下游的封裝、銷售延伸,更貼近終端客戶,意在國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場打響鍇威特品牌,也由此進(jìn)入德力西的視線。

事實(shí)上,在和德力西就參股事宜接觸之前,鍇威特與德力西的電源業(yè)務(wù)早有合作。只不過那時的鍇威特還只做到晶圓為止,供應(yīng)給德力西的半導(dǎo)體產(chǎn)品都經(jīng)過了別的企業(yè)封裝,打著別人的品牌。

據(jù)羅寅透露,德力西的參股讓鍇威特的員工持股平臺得以順利搭建,同時在發(fā)展關(guān)鍵期為鍇威特提供了強(qiáng)有力的資金支持,今年由于產(chǎn)品供不應(yīng)求,鍇威特剛剛投資近8000萬元購置設(shè)備,供晶圓代工廠為其擴(kuò)大專屬產(chǎn)能。

與數(shù)字集成電路不同的是,模擬集成電路的設(shè)計企業(yè)對晶圓生產(chǎn)的介入程度更深,對IDM(設(shè)計-生產(chǎn)-封測)一體化的意愿更強(qiáng)烈,未來隨著規(guī)模的擴(kuò)大,鍇威特也有意打造功率半導(dǎo)體的IDM經(jīng)營模式。

大企業(yè)的大擔(dān)當(dāng)

今年全國兩會期間,當(dāng)媒體再次詢問胡成中涉足半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的初衷時,他表示,大企業(yè)要有大擔(dān)當(dāng),德力西想為中國芯片解決“卡脖子”問題出一份力。

7月底,原定于今年春季發(fā)布的華為P50手機(jī)姍姍來遲,由于眾所周知的原因,這款5G時代的新款手機(jī)所用的芯片是4G版本。2017年,由于德國賽米控斷供IGBT(一種半導(dǎo)體功率器件,用于控制交直流轉(zhuǎn)換、功率調(diào)整等,是電動車上除電池外第二貴的部件),東風(fēng)汽車近萬臺風(fēng)神電動車被迫中斷生產(chǎn)。東風(fēng)為此臥薪嘗膽三四年,到今年7月初才量產(chǎn)了自己的IGBT模塊產(chǎn)品。

華為需要的手機(jī)芯片,東風(fēng)需要的IGBT器件,都是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。自上世紀(jì)90年代以來,隨著全球社會信息化、電氣化、智能化程度的不斷加深,半導(dǎo)體市場規(guī)模呈現(xiàn)明顯的增長態(tài)勢。

近年來,中國已成為世界最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2019年我國芯片(包括數(shù)字芯片、模擬芯片)進(jìn)口總額為3040億美元;2020年受禁令備貨因素影響攀升至3800億美元,占國內(nèi)進(jìn)口總額的近五分之一,是原油進(jìn)口額的兩倍以上。但根據(jù)中國半導(dǎo)體協(xié)會的統(tǒng)計,2020年國內(nèi)模擬集成電路企業(yè)總體營收僅163億元人民幣,自給率約12%左右。

巨大的差距,也意味著巨大的市場機(jī)遇。隨著國家連續(xù)出臺扶持政策,并制定了將國產(chǎn)集成電路自給率提高到70%以上的目標(biāo),大批國內(nèi)企業(yè)正在自己的領(lǐng)域奮起直追。羅寅表示,與納米級的數(shù)字集成電路相比,微米級的模擬集成電路在設(shè)備、工藝等方面受制國外的程度更小,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代的速度會更快。

以鍇威特生產(chǎn)的硅基中高壓平面MOSFET系列(40V-1500V,電壓控制型器件,廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域)為例,其150℃高溫下的漏電指標(biāo)為小于10微安,達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平,而國內(nèi)同類產(chǎn)品大多為小于100微安。

就材料而言,半導(dǎo)體有所謂“三代”之分。第一代半導(dǎo)體興起于上世紀(jì)50年代,材料是硅和鍺(以硅為主),主要用于電腦、通訊設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,開啟了我們所熟知的“信息時代”,直到目前仍是市場主流。第二代半導(dǎo)體興起于20世紀(jì)90年代,材料以砷化鎵、磷化銦為代表,主要用于制造高性能微波、毫米波器件和發(fā)光器件等,開啟了“信息高速公路”時代。第三代半導(dǎo)體則以碳化硅以及氮化鎵為代表,起步于世紀(jì)之交,商用于2010年以后,應(yīng)用于更高階的高壓功率元件以及高頻通訊元件等領(lǐng)域,是5G時代的王者。

與傳統(tǒng)的硅基器件相比,碳化硅基器件具有耐高壓、低導(dǎo)通電阻、高速開關(guān)、高溫工作等諸多優(yōu)點(diǎn),體積更小而功能更強(qiáng)。

特斯拉今年6月發(fā)布的Model S Plaid,百公里加速僅需2.1秒,其重要改進(jìn)就是大量采用碳化硅器件,使得逆變器減重57%,電池續(xù)航提升6%以上。

      目前,鍇威特的碳化硅系列已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但從市場銷量來看,仍屬于“小眾”產(chǎn)品。究其原因,羅寅也直言不諱地指出,主要是價格因素,由于碳化硅材料大部分依賴進(jìn)口,國產(chǎn)材料的產(chǎn)能和質(zhì)量還沒有跟上,導(dǎo)致同樣大小的6英寸碳化硅晶圓要比硅晶圓貴60倍以上。由此可見,“中國芯”的崛起絕非一兩家企業(yè)能夠扛起的重任,有賴于從材料端到消費(fèi)端的全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力,就如胡成中在人大建議中所說的那樣,“要發(fā)揚(yáng)‘兩彈一星’那樣的奮斗精神,克服一切困難和阻力,咬緊牙關(guān)補(bǔ)齊短板”。

       未來,隨著技術(shù)和成本問題的解決,特別是碳化硅器件的成熟,電氣產(chǎn)品幾十、上百倍的響應(yīng)速度、使用壽命等關(guān)鍵指標(biāo)的提升不是夢想,電氣行業(yè)的電子化浪潮將勢不可擋。

 

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