功率器件供不應(yīng)求的局面何時(shí)能解決

由于汽車(chē)電子與工業(yè)應(yīng)用為代表的需求增長(zhǎng)，2017年功率分立器件交貨周期大幅拉長(zhǎng)，MOSFET、二極管、整流管和晶閘管均受影響，其中部分器件交貨周期被延長(zhǎng)到24至30周。

據(jù)市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)信息，二極管、整流管以及低壓和高壓MOSFET供應(yīng)最為緊張，供應(yīng)商對(duì)今年需求增長(zhǎng)估計(jì)不足，其根據(jù)年初預(yù)測(cè)所提供的產(chǎn)能遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。

IHS功率器件高級(jí)分析師Richard Eden表示，由于汽車(chē)應(yīng)用帶動(dòng)，很多功率分立器件供應(yīng)商銷(xiāo)售額都將呈現(xiàn)自2012年以來(lái)最快增速。自然而然，由于工廠產(chǎn)能限制，包括MOSFET、晶閘管和整流管等器件交貨時(shí)間開(kāi)始增加。

Eden指出，MOSFET、整流管和晶閘管的交貨周期一般是8周左右，但現(xiàn)在部分MOSFET、整流管和晶閘管交期已被拉長(zhǎng)到24至30周。

晶閘管主要用于工業(yè)應(yīng)用，汽車(chē)應(yīng)用中，多用MOSFET和整流管來(lái)替代晶閘管。而且由于技術(shù)陳舊，所以新設(shè)計(jì)中用到晶閘管的機(jī)會(huì)不多，所以晶閘管也出現(xiàn)供應(yīng)緊張的情況讓Eden有些摸不著頭腦。

“電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)燃油泵、電動(dòng)車(chē)窗和天窗等電驅(qū)動(dòng)零部件越來(lái)越多，汽車(chē)(功率器件)需求增長(zhǎng)主要是由于車(chē)輛電氣化程度增加而導(dǎo)致，混動(dòng)和純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)(對(duì)功率器件)影響很小，雖然相對(duì)增速快，但新能源車(chē)仍是一個(gè)小眾市場(chǎng)。”Eden說(shuō)道。

“投資建廠活動(dòng)隨經(jīng)濟(jì)周期波動(dòng)，所以工業(yè)應(yīng)用主要受宏觀經(jīng)濟(jì)影響，”Eden補(bǔ)充道，“功率器件在工業(yè)領(lǐng)域主要用于生產(chǎn)設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化。”

供應(yīng)受限

由于全球需求強(qiáng)勁增長(zhǎng)，分銷(xiāo)渠道在2016年即發(fā)現(xiàn)有一些功率分立器件交貨期開(kāi)始延長(zhǎng)。

“2016年中期，二極管和整流管交期就開(kāi)始變長(zhǎng)，到2017年初，需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，而一家主要制造商供應(yīng)商出現(xiàn)中斷，所以交期問(wèn)題日益嚴(yán)重。”TTI美洲區(qū)企業(yè)產(chǎn)品副總裁Jeff Ray說(shuō)道。

“由于供需失衡，低壓和高壓MOSFET的交期都變長(zhǎng)了，二極管和整流管交期問(wèn)題比MOSFET更嚴(yán)重，但I(xiàn)GBT、小信號(hào)晶體管和雙極型晶體管的交期在2017年保持穩(wěn)定。”Ray補(bǔ)充道。

Ray表示，TVS二極管交期在30周以上，小信號(hào)二極管交期為18周，整流管交期是25周。“對(duì)比一下，2016年中期，TVS二極管交期為14周，小信號(hào)二極管交期為12周，而整流管交期只有10周。”

“這三類(lèi)產(chǎn)品顯然處于供應(yīng)受限狀況。”Ray補(bǔ)充道，他指出齊納二極管、射頻二極管和ESD二極管的交期都被拉長(zhǎng)，交期從正常的12周變到16至20周。

MOSFET供應(yīng)同樣面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。低壓MOSFET交期為24周，高壓MOSFET和IGBT的交期是18周。“不過(guò)，低壓和高壓MOSFET交期還在延長(zhǎng)。MOSFET的正常交期應(yīng)該是14至16周。”Ray說(shuō)道。

小信號(hào)晶體管和雙極型晶體管的交期仍維持在14至16周，與過(guò)去相比沒(méi)有什么變化，這是功率器件市場(chǎng)的好消息。

Eden認(rèn)為，2017年底供應(yīng)緊張的問(wèn)題應(yīng)該就可以解決，但假如需求持續(xù)增長(zhǎng)，則交期過(guò)長(zhǎng)的現(xiàn)象也有可能延續(xù)到2018年。

“現(xiàn)在的問(wèn)題是無(wú)法快速提升產(chǎn)能，”Eden說(shuō)，“一個(gè)二極管只有幾美分，而每家公司產(chǎn)能都是有限的，如果要增加二極管產(chǎn)能，就要減少生產(chǎn)其他價(jià)格更高的器件。否則只能通過(guò)新建產(chǎn)線來(lái)增加產(chǎn)能，但新建產(chǎn)線不但緩不濟(jì)急，而且投資巨大。所以當(dāng)自有產(chǎn)能不夠用時(shí)，通常做法是將訂單分給晶圓代工廠。”

元器件廠商都在努力增加產(chǎn)能，Vishay也不例外。 在第二季度財(cái)報(bào)會(huì)議上，Vishay總裁兼CEO Gerald Paul表示，市場(chǎng)缺貨使得訂單大量涌入，交貨時(shí)間由第一季度的4.8月遽升至第二季度的5.8月。 MOSFET也類(lèi)似，積壓的訂單已經(jīng)排到5.2個(gè)月之后，而第一季度為4.4個(gè)月。

“我們正在竭盡全力地?cái)U(kuò)充產(chǎn)能，當(dāng)然也會(huì)考慮產(chǎn)品線中長(zhǎng)期的戰(zhàn)略，”Paul說(shuō)道，“我們正在把更多訂單分流到代工廠，同時(shí)，Vishay在德國(guó)伊策霍(Itzehoe)工廠也處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)。”

Paul也提到，增加產(chǎn)能需要時(shí)間。“從我們的觀點(diǎn)來(lái)看，這次缺貨狀況不會(huì)很快消失。但現(xiàn)在這么高的訂單積壓也不會(huì)一直持續(xù)下去。”

市場(chǎng)增長(zhǎng)

全球性需求增加也帶動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)。2017年一季度時(shí)，IHS預(yù)測(cè)全年功率分立器件增長(zhǎng)率為5%，但在二季度已經(jīng)將這個(gè)數(shù)字修改為7%。功率分立器件包括功率晶體管、雙極型晶體管、IGBT、晶閘管、整流管和二極管，占全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)總市值的33%。

Eden表示，根據(jù)供應(yīng)商的反饋，功率器件增長(zhǎng)源于用到功率器件設(shè)備銷(xiāo)售量的增長(zhǎng)，而用于汽車(chē)與工業(yè)的部分MOSFET和整流二極管增速更快。“這些元器件參數(shù)要求高，只有寥寥幾家供應(yīng)商能夠供應(yīng)。”

節(jié)約能源已經(jīng)成為工廠自動(dòng)化的一個(gè)明顯趨勢(shì)，從而拉動(dòng)了分立功率晶體管、晶閘管、整流管和功率二極管增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)這些器件市場(chǎng)規(guī)模在2021年將達(dá)到80億美元(2015年為57億美元)。

2016年功率分立器件與功率模塊總規(guī)模為205億美元，據(jù)Eden估算，2017年將增長(zhǎng)到220億美元。在IHS報(bào)告中，從2015年至2020年，功率分立器件年復(fù)合增長(zhǎng)率為3%，功率模塊增長(zhǎng)率為5%，功率IC為2.8%。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，2015年全球功率半導(dǎo)體總市場(chǎng)規(guī)模為340億美元，其中功率IC份額最高，占整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)份額的50%至56%。

而在Yole最新預(yù)測(cè)中，到2022年，功率IC市場(chǎng)規(guī)模將從2016年145億美元增長(zhǎng)到180億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為3.6%。Yole也表示，汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)是功率器件增長(zhǎng)的推動(dòng)力，功率IC尤其受益。

“每部汽車(chē)中的電子與半導(dǎo)體零部件使用量大幅增加，這是功率IC增長(zhǎng)的關(guān)鍵原因，出貨量影響并不大。”Yole高級(jí)分析師兼商務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Jonathan Liao說(shuō)。

“高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和動(dòng)力總成電氣化是汽車(chē)子系統(tǒng)中拉動(dòng)功率IC增長(zhǎng)主要推動(dòng)力，”Liao補(bǔ)充道，“至于工業(yè)終端市場(chǎng)，醫(yī)療器械、可再生能源、自動(dòng)化設(shè)備以及建筑/家庭控制都是(功率IC重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域)。”

但是，功率IC供應(yīng)看起來(lái)還很正常。“我們關(guān)注的領(lǐng)域中，近期功率IC還不會(huì)出現(xiàn)供應(yīng)緊張，交貨期延長(zhǎng)等現(xiàn)象，這主要是因?yàn)楣β蔍C市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局成熟，供應(yīng)鏈較為完善。”Liao說(shuō)道，“然而，新材料和新封裝等新技術(shù)將會(huì)對(duì)(采用新技術(shù)的功率IC)供應(yīng)鏈產(chǎn)生較大影響。”

為賣(mài)方市場(chǎng)延續(xù)做好準(zhǔn)備

雖然功率分立器件供應(yīng)不足有可能在2017年底得到解決，但采購(gòu)方應(yīng)該為2018年交期延長(zhǎng)做好預(yù)案。

分銷(xiāo)商會(huì)有一定的庫(kù)存，所以采購(gòu)方可以從分銷(xiāo)商處購(gòu)買(mǎi)來(lái)解決供應(yīng)問(wèn)題，不過(guò)Ray認(rèn)為，這會(huì)帶來(lái)庫(kù)存管理壓力。“如果供應(yīng)嚴(yán)重依賴于渠道，庫(kù)存管理風(fēng)險(xiǎn)將與市場(chǎng)需求量及供貨周期直接相關(guān)。”

“我確實(shí)希望整個(gè)2017年功率半導(dǎo)體都保持現(xiàn)在這種供不應(yīng)求的狀態(tài)，”Ray說(shuō)道，“但現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，我懷疑我們還看不清交貨周期的變化趨勢(shì)。”

“強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求確實(shí)是導(dǎo)致交期延長(zhǎng)的部分原因，但一家重要的二極管和整流管廠商供應(yīng)暫時(shí)中斷也是另一個(gè)因素，”Ray繼續(xù)說(shuō)，“這兩個(gè)因素都是暫時(shí)性的，所以并未驅(qū)動(dòng)制造商增加投資以擴(kuò)大產(chǎn)能。”

在供應(yīng)短缺時(shí)期，采購(gòu)方簽的新合同通常要漲價(jià)，如果是買(mǎi)現(xiàn)貨，那么很可能已經(jīng)知道價(jià)格漲幅了。

“毫無(wú)疑問(wèn)，在詢價(jià)分立器件時(shí)，‘新’買(mǎi)家或者記性不好的老手都要特別當(dāng)心是否真能以那個(gè)價(jià)格買(mǎi)到，”Ray說(shuō)道，“由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，門(mén)檻不高，過(guò)去十年里這些產(chǎn)品的價(jià)格與毛利率不斷下降。2017年下半年，甚至到2018年上半年，買(mǎi)家要把供應(yīng)安全放在第一位。”

如何在短缺時(shí)期生存?行業(yè)專(zhuān)家給出的最佳建議就是提前準(zhǔn)備，例如不要?dú)r(jià)太狠(供應(yīng)商的記性都很好，并在關(guān)鍵時(shí)期回應(yīng))，與供應(yīng)商建立起長(zhǎng)期合作關(guān)系。

當(dāng)交期到了30周左右，產(chǎn)能分配將成為流行話題。“供應(yīng)商會(huì)聲稱，它們不能滿足每家客戶的所有需求，所以供應(yīng)商會(huì)根據(jù)情況(利益最大化)來(lái)排產(chǎn)，并決定哪些客戶可以先得到供應(yīng)，哪些客戶必須要多等一段時(shí)間。”Eden說(shuō)道。

“沒(méi)有人想讓缺貨狀況持續(xù)到年底，如果缺貨問(wèn)題在秋天能夠解決該有多好?但第三季度通常是一年中產(chǎn)能最吃緊的時(shí)候。”Eden補(bǔ)充，“如果我們?cè)谝?、二季度已?jīng)遭遇到交期延長(zhǎng)，那么會(huì)很自然地延續(xù)到三季度，從目前來(lái)看，明年一季度之前，交期過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題難以解決。”

“沒(méi)人恐慌，但你要警惕供應(yīng)安全。”Eden強(qiáng)調(diào)。

另一個(gè)須關(guān)注的供應(yīng)鏈問(wèn)題是8英寸晶圓短缺。很多功率分立器件與模組都是由6英寸或8英寸的舊工藝生產(chǎn)，晶圓短缺會(huì)導(dǎo)致交期變長(zhǎng)，價(jià)格上漲。

然而，據(jù)SEMI硅制造研究組(SMG)7月數(shù)據(jù)，2017年第二季度全球硅晶圓出貨量環(huán)比增加4.2%，從2017年第一季度的2858百萬(wàn)平方英寸(MSI)，增長(zhǎng)到第二季度的2978百萬(wàn)平方英寸。

SEMI的數(shù)據(jù)顯示，與2016年同期相比，2017年第二季度出貨量增長(zhǎng)了10.1%，創(chuàng)出歷史記錄，8英寸和12英寸晶圓。