國產(chǎn)龍頭市僅占1%! 本土電源管理的芯片廠商紛紛排隊(duì)上市

美國電力芯片制造商Wolfspeed周五(9月9日)表示，將在北卡羅來納州查塔姆縣新建一座耗資數(shù)十億美元的工廠，生產(chǎn)為電動(dòng)汽車等設(shè)備提供動(dòng)力的芯片所用的原材料。

傳統(tǒng)的電源管理芯片是用硅制造的，硅也用于電腦和手機(jī)的微芯片，而Wolfspeed使用一種相對較新的材料碳化硅來制造芯片。Wolfspeed被認(rèn)為是這項(xiàng)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，宣稱公司生產(chǎn)了全球60%以上的碳化硅。

碳化硅動(dòng)力芯片已經(jīng)受到電動(dòng)汽車制造商的青睞，因?yàn)檫@種芯片可以處理高電壓，而且更節(jié)能。Wolfspeed表示，行業(yè)分析師估計(jì)，到2027年，這類電源芯片將占電力半導(dǎo)體市場的20%以上，而目前這一比例僅為5%。

新的工廠預(yù)計(jì)于2030年完工，將成為世界上最大的碳化硅材料工廠，工廠生產(chǎn)的碳化硅晶圓最初將主要用于Wolfspeed自身的芯片制造需求。

Wolfspeed首席技術(shù)官John Palmour告訴路透社，今年早些時(shí)候，Wolfspeed在紐約莫霍克谷開設(shè)了世界上第一家200毫米碳化硅制造工廠，并正在為另一家大型工廠選址。其他芯片制造商使用更小尺寸的晶圓。一般來說，晶圓片越大，制造工藝越先進(jìn)。

帕爾默表示，新材料工廠距離Wolfspeed公司在北卡羅來納州的現(xiàn)有工廠約40分鐘車程。他說:“這實(shí)際上最終將使我們的碳化硅晶圓制造能力提高約13倍?！迸翣柲f，工廠的第一階段計(jì)劃于2024年完工，投資約20億美元，總投資可能達(dá)到50億美元。

國產(chǎn)龍頭市僅占1%!本土電源管理的芯片廠商紛紛排隊(duì)上市

近幾年，由于市場需求強(qiáng)勁，以及國產(chǎn)替代，國內(nèi)功率管理芯片企業(yè)均取得了不錯(cuò)的成績，并出現(xiàn)了一股新的上市潮。據(jù)悉，英集芯、賽微微電、芯朋微、力芯微、必易微、希荻微等企業(yè)均已成功登上科創(chuàng)板，南芯科技、帝奧微、杰華特、微源股份、蕊源科技、鈺泰股份、南麟等一大批電源管理芯片企業(yè)，也都紛紛踏上了A股的新征程。

功率管理芯片與我們的日常生活緊密相連，在手機(jī)、汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用

說到電源管理芯片，相信很多人都不會(huì)陌生，因?yàn)樵谖覀兊娜粘Ｉ钪?，很多時(shí)候都會(huì)使用到很多的充電器。功率管理芯片是一種用于控制電能的轉(zhuǎn)換、分配、檢測等功能的電子器件，它是電力供應(yīng)的中樞和連接點(diǎn)。

根據(jù)其功能劃分，功率管理芯片主要有充電管理芯片、充電保護(hù)芯片、無線充電芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、交流/直流變換、DC/DC變換等。在中國，LDO作為一種低成本、低噪聲、低靜態(tài)電流的電力系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展成為對電力系統(tǒng)的最大需求。

功率管理晶片的分類與功能

業(yè)界皆知，中國是世界上最大的電子產(chǎn)品制造和消費(fèi)大國，因?yàn)楦鞣N電子產(chǎn)品及裝置都需要電壓調(diào)整等功率管理要求，因此其下游應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)、新能源、通信等領(lǐng)域，與人們的生活息息相關(guān)。

在應(yīng)用方面，功率管理芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域是移動(dòng)電話。根據(jù)產(chǎn)品的種類，大體上可以分為兩種，一種是手機(jī)內(nèi)插電源管理芯片，另一種是手機(jī)外部電源管理芯片。在手機(jī)的內(nèi)部電源管理芯片中，有充電管理芯片，DC/DC，充電泵，端口保護(hù)芯片，無線充電芯片，以及其他功能。而手機(jī)外部電源管理芯片，包含交流/直流、無線充電芯片(發(fā)送)等。

功率管理芯片移動(dòng)電話市場

以無線充電器為例，其主要技術(shù)參數(shù)有：最大支持功率、方案架構(gòu)、輸入電壓值、支持的快充協(xié)議數(shù)目、是否有異物檢測、固件更新等。以上各項(xiàng)指標(biāo)是無線充電芯片的核心性能指標(biāo)，也是衡量其性能的重要指標(biāo)。

制造世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體所需的機(jī)器是現(xiàn)代工程的奇跡。被稱為極紫外光刻系統(tǒng)或 EUV，它們用人眼不可見的光波“沐浴”硅晶圓，將圖案刻蝕成硅片表面上需要精確在幾納米以內(nèi)的材料。為了產(chǎn)生特殊的光，EUV 用激光蒸發(fā)熔融錫，然后使用鏡子將輻射聚焦成更薄的波長。世界上只有一家公司——荷蘭的ASML Holding NV——能生產(chǎn)總線大小的設(shè)備，其成本超過 1.5 億美元，由 100,000 個(gè)獨(dú)立組件組成。

EUV 也是推動(dòng)制造更小、更強(qiáng)大和更節(jié)能的半導(dǎo)體如何導(dǎo)致制造過程更加復(fù)雜和能源密集型的一個(gè)主要例證。但每臺機(jī)器的額定耗電量約為 1 兆瓦，約為前幾代設(shè)備的 10 倍。由于沒有其他替代品可以制造最先進(jìn)的半導(dǎo)體，芯片行業(yè)可能是推動(dòng)減少全球碳排放的重要絆腳石。

沒有人比全球最大的外包芯片供應(yīng)商臺積電購買了更多的 EUV 。它目前擁有 80 多臺機(jī)器，并且正在安裝新一代機(jī)器，作為中國臺灣南部城市臺南 200 億美元芯片代工廠的一部分。由于運(yùn)行 EUV 需要大量電力，預(yù)計(jì)臺積電很快將消耗比斯里蘭卡全部 2100 萬人口更多的能源。2020年，該公司占臺灣整體能源消耗的6%左右。預(yù)計(jì)到 2025 年將使用其中的 12.5%。

除臺積電外，主要存儲(chǔ)芯片生產(chǎn)商美光科技公司計(jì)劃在其位于臺北以南約兩小時(shí)車程的臺中生產(chǎn)基地使用至少一個(gè) EUV。據(jù)彭博資訊分析師 Charles Shum 稱，在三年內(nèi)，臺灣代工廠中四分之一的芯片制造將需要 EUV 才能發(fā)揮作用。

桃園市國立中央大學(xué)管理學(xué)講座教授梁志遠(yuǎn)表示，除非芯片制造商開始建造自己的發(fā)電廠，否則臺灣將沒有足夠的電力容量來容納其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。梁說，該島的運(yùn)營儲(chǔ)備是衡量它必須應(yīng)對不可預(yù)見的需求激增或供應(yīng)中斷的額外容量，可能會(huì)在今年某個(gè)時(shí)候低于政府認(rèn)為供應(yīng)“充足”的 10%。