頭條楓林網1月，華潤微宣布將在重慶打造全國最大的功率半導體生產基地;去年年底，士蘭微發佈公告在廈門建設兩條12英寸特色工藝生產線，主要產品為MEMS和功率半導體。 兩個大型項目將國內功率半導體產業的發展推向高潮。 作為半導體產業的一大分支，功率半導體對實現電能的高效產生、傳輸、轉換、存儲和控製作用巨大，是實現節能減排、綠色製造的關鍵。 2018年功率半導體市場將如何發展?中國功率半導體產業能否像集成電路產業一樣取得高速成長?
應用市場： 汽車、工業雙輪驅動
功率半導體可以用來控制電路通斷，從而實現電力的整流、逆變、變頻等。 一般將額定電流超過1安培的半導體器件歸類為功率半導體，其阻斷電壓從幾伏到上萬伏。 常見的功率半導體有金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管芯片(IGBT)、快恢復二極管(FRD)、垂直雙擴散金屬-氧化物場效應晶體管(VDMOS)、可控矽 (SCR)、大功率晶閘管(GTO)等。
從市場角度看，功率半導體從 2016年下半年開始行情回暖，此後需求持續旺盛。 根據IHS Markit的數據，2017年包括功率離散元件、功率模組在內的全球整體功率半導體市場銷售額達383億美元，增長率約達7.5%。 在接受采訪時，英飛凌工業功率控制事業部中國區負責人於代輝表示，繼續看好2018年功率半導體市場，特別是中國的功率半導體市場規模迅速增長。
功率半導體廣泛應用於汽車、家電、光伏、風電、軌道交通等領域，滲透進了人們生活的方方面面。 業界普遍認為，帶動功率半導體旺盛需求的一個重要原因是下游新能源汽車的高速增長。 我國作為全球最大的新能源汽車市場，2017年前十月新能源汽車產量達51.7萬輛，同比增長45.63%，預計全年70萬輛銷售目標有望完成。 而汽車電子是功率半導體器件最主要的應用領域之一。 根據行業研究數據，新能源汽車所用的IGBT約佔電動汽車總成本的10%。 2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃的通知》：到2020年，新能源汽車實現當年產銷200萬輛以上，累計產銷超過500萬輛。
另一個預計將呈現爆炸性增長的市場是工業物聯網。 威世半導體亞洲區銷售高級副總裁Johnson Koo此前在接受記者採訪時表示，《中國製造2025》是中國版的工業4.0，是中國在建成製造強國三個十年“三步走”戰略的第一 個十年的行動綱領。 工業4.0的實現本身就需要製造業的轉型升級。 這些新興的需求將為半導體公司提供更多市場機會，包括工業傳感器、微控制器、電子標籤和功率器件等。
新產線： 士蘭微、華潤相繼投資
中國功率半導體市場增長雖然很快，廠商實力與國際巨頭相比還有較大差距，不過近年來國內的企業也在積極追趕，並取得了一定成果。 賽迪顧問報告指出，目前我國功率器件龍頭企業處於加速整合海外優質資源，加速向中高端市場邁進的進程中。 因此，預計2018年國內功率半導體產業有望如集成電路產業一樣，掀起一輪發展熱潮。
2017年年底，士蘭微宣布將在廈門市海滄區建設兩條12英寸65nm—90nm的特色工藝芯片生產線。 根據士蘭微的公告，第一條產線總投資70億元，工藝線寬90nm，達產規模8萬片/月;分兩期實施，一期總投資50億元，公司以貨幣出資3 億，實現月產能4萬片。 第二條產線初步概算總投資100億元，工藝線寬為65nm—90nm。 這兩條產線的主要產品為MEMS、功率器件。 而華潤微則在2018年1月8日與重慶市經信委、重慶西永微電子產業園區開發有限公司簽約，將在重慶設立一座國家級功率半導體研發中心、建設國內最大的功率半導體製造中心， 同時完善上下游產業鏈，形成從原材料製造、IC設計到封裝測試的完整產業鏈條，帶動當地集成電路產業基地升級。
更重要的是，經過這些年的培育與發展，國內功率半導體的產業鏈有了長足的進步。 中國電器工業協會電力電子分會秘書長肖向峰表示，近5年來我國電力電子器件產業鏈在多個方面取得進展，包括電子材料、IGBT用高阻區熔中照單晶、IGBT用平板全壓接多 台架陶瓷結構件、IGBT專用焊錫、IGBT用氮化鋁DBC覆銅板、IGBT用鋁碳化矽基板、6英寸碳化矽晶圓及外延、6英寸碳化矽、8英寸SiC襯底的GaN外延、6 英寸藍寶石襯底的GaN外延等。 這些領域的發展成熟為未來我國功率半導體產業的成長打下了較為堅實的基礎。
新材料： SiC領先GaN牽引功率器件迅猛發展
半導體產業發展至今經歷了三個階段：第一代半導體材料以矽(Si)為代表，第二代半導體材料砷化鎵(GaAs)也已經廣泛應用，而第三代半導體材料以氮化鎵( GaN)和碳化矽(SiC)、氧化鋅(ZnO)等寬禁帶為代表。 第三代半導體材料突出優點是在導熱率、抗輻射能力、擊穿電場、電子飽和速率等方面，因此更適用於高溫、高頻、抗輻射的場合。
以SiC材料為基礎的功率半導體技術上較為成熟，市場在2016年正式形成，市場規模約在2.1億—2.4億美元之間。 作為國內成立最早規模最大的SiC單晶襯底高新企業天科合達公司發展迅猛，已連續八年被YOLE公司列為國際SiC單晶襯底主要製造商。 Yole預測，到2021年將上漲至5.5億美元，複合年均增長率預計將達19%。 氮化鎵器件則相對滯後一些。
不過，2017年以來功率氮化鎵的產品技術也在加快成熟，預計2018年將是功率氮化鎵較具成長性的一年。 潘大偉告訴記者，英飛凌將推出的一個功率GaN的系列產品，能夠提高功率轉化的頻率，功率的密度非常高，可以達到矽片10到100倍的改善的效果。 Yole公司的報告也印證了這一點：2016年全球功率氮化鎵有了大約1400萬美元的市場。 這相對於總規模達到300億美元的矽功率半導體市場，當然還顯得很微不足道。 不過，功率氮化鎵技術憑藉其高性能和高頻解決方案適用性，短期內預計將展現出巨大的市場潛力。
在中國功率GaN技術也有較快發展。 2017年11月英諾賽科的8英寸矽基氮化鎵生產線通線投產，成為國內首條實現量產的8英寸矽基氮化鎵生產線。 華潤微規劃建設的化合物半導體項目，判斷生產線主要是GaN工藝。 該項目將分兩期實施，其中一期項目投資20億元，二期投資30億元。