目前,人们对芯片这个词可以说是很熟悉了。然而,大多数人都不知道如何对芯片进行分类。许多人仍然认为芯片是处理器。其实这是两种不同的概念,芯片主要指的是集成电路半导体,分为电源芯片、逻辑芯片和存储芯片。
一般来说,处理器芯片就是大家都很熟悉的华为麒麟芯片,以及高通骁龙芯片这类的就属于逻辑芯片。而电源芯片通常用于提高设备核心部件的节能性能,制造设备的工艺要求和难易程度相对简单,不像逻辑芯片那样复杂。一般来说采用典型的igbt和gan芯片进行电源电压的调节。
虽然功率半导体的设计和制造相对简单,但我国在功率半导体领域并未深入发展,功率半导体产品每年都需要靠大规模进口。德国的英飞凌、美方的安生美半导体以及日本的三菱电机分别在全球大功率半导体公司中排行前三。
全球十大功率半导体公司中有四家是日本公司,美企和欧洲公司各自占三家。值得一提的是,日本企业占全球功率半导体市场的25%,截至2018年,我国新能源汽车使用的IGBT芯片主要来自英飞凌和三菱电机。
我国功率半导体产品大部分都是从日本进口的。由于日本具有生产低工艺光刻设备的优势和相对丰富的生产能力,我国每年花费在日本进口的功率半导体产品上的金额可达数十亿美元。
此外,日本在硅片领域也具有自给自足的优势。因此,不管是从技术还是价格的层面上来讲,日本的功率半导体产品在我国都有很好的市场。
日企开始对我国的功率半导体市场产生危机感
但日本媒体最近对日本芯片行业进行了采访,发现日本功率半导体企业正在对中国功率半导体企业的快速扩张感到危机感,主要原因是中国的半导体硅片生产能力达到了300mm。
很多人都知道我国的光刻设备进口受到限制,也许很多人不知道我国在硅片等原材料方面的进口也是受到限制的。我国用于芯片制造的硅片近90%来自进口。
虽然硅片是用沙子为原材料制成的,表面上来看似乎没有什么技术难度,但事实上要制成硅片就要求纯度要达到99.99%以上,这也是为何我国企业长期无法实现硅片自由的主要原因。
大家知道,世界上最大的半导体硅片制造商是日本的Shinzo Chemical(信越化学),其在硅片市场上占据的份额高达28.5%。其次是日本的Sumco公司,市场份额为25.15%。
第三个是中国台湾省的环球晶圆,市场份额接近30%。据统计,全球排行前五的半导体硅片制造商的市场份额加起来已超过90%。
由于这些制造商设备精良,经验丰富,中国制造的硅片很难在他们的市场挤压中争得一席之地。因此,虽然国产硅片价格低廉,但由于纯度不足和晶体缺陷,很难实现盈利和扩张。到目前为止,我国主要能实现量产的硅片仍为200mm,与国际前五大硅片生产商的300mm相差甚远。
我国功率半导体实现上游破局
幸运的是,自2017年以来,我国开始重视硅片产业发展并大力扶持,投资多家硅片厂,扩大产能,加大研发力度,目前中国硅片年产量已超过500万片,还培育出沪硅这样的龙头企业。
还值得一提的是张汝京先生,他在离开中国芯国际后创办了沪硅产业的子公司——上海新升科技公司,致力于半导体硅片的生产及研发。
通过努力和国家财政投入,上海新升从2015年开始承担300mm硅片的专项研发任务。经过六年的研发,上海新升终于成为了国内首家300mm硅片生产企业,截至今年4月,上海新升生已出货达500万片300mm硅片。
300毫米的大硅片和200毫米的硅片主要区别在于尺寸。300mm硅片的尺寸是200mm硅片的2.2倍,换言之,相同的硅片,前者可以制造出比后者多2.2倍的芯片。
正是随着300mm半导体硅片的大规模出货,国内许多功率半导体企业看到了大规模生产的机遇。一方面,我国新能源汽车的快速发展对功率半导体有着强烈的需求;另一方面,大规模生产硅片降低了采购成本,满足了生产需求。
因此,日本芯片企业发现,仅在今年2月底,中国就有22家芯片制造商,其中有12家生产功率芯片。更重要的是,他们中的一些企业使用了300mm高功率硅片和90nm制程光刻工艺,在技术方面和人才储备上都相对稳定。
事实上,据权威统计,2021年,我国在功率半导体市场上的花费已经高达182亿美元,约为1236亿元人民币,复合增长率超过30%,居世界第一。中国也迫切需要加快对功率半导体的投资。
总结
相比之下,在日本,虽然三菱汽车是日本最大的功率半导体公司,但它主要使用200毫米半导体硅片。换言之,中国制造商正在提高生产能力和研发水平,这可能会在未来扭转日本在功率半导体领域的地位,这也是日本企业为何产生危机感的主要原因。
对于我国功率半导体产业的发展,大家有什么想法,欢迎在评论区留下您的看法一起交流。
举
中国抢欧美日的高端制造,它们心里不平衡
星河:欧美日不是心里不平衡,而是感觉到了生存危机,中低端制造已流向人工更便宜成本更低的区域,唯有的高端,若亦失去了竞争力,还怎么活?看看美国不择手段地打压华为,就是这种恐慌心理的表现
任重道远。
相对论谬误在逻辑前提。前提一所有地方v=s/t;前提二所有参考系平权,光速恒定,不以参考系的选择而改变。若定义光速为光在真空中的速度,光速的参考系是限定为真空的,光速恒定不变。 若光的参考系不限定,不同参考系光速就会不同。如:以真空为参考系时,光速为c;以光自身为参考系时,光速是零。又如:一束光从远方传来,奔向光线的人会比待在原地的人更早看到光,请问光速相同吗?所以,要光速不变,参考系不能变;参考系变,光速变。
又是全球第一,真厉害