自2020年以來,受疫情和新能源汽車產(chǎn)能井噴等多重因素的影響,“核心”的缺失已席卷全球,國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)也趁勢加快本地化和替代。以德力西股份有限公司凱威特半導(dǎo)體為例。由于訂單激增,80%的客戶不得不拒絕。盡管如此,今年上半年的出貨量接近4億,銷售額比去年同期增長了130%。在德力西集團(tuán)打造的以電子業(yè)務(wù)為主軸的產(chǎn)業(yè)版圖中,半導(dǎo)體業(yè)務(wù)目前只能算是一個小謎,但正如德力西集團(tuán)董事長胡所言,高端制造離不開芯片,而產(chǎn)業(yè)升級需要國產(chǎn)芯片作為“硬支撐”
2020年兩會前夕,德力西集團(tuán)管理中心照常向各大媒體提供了十三屆全國人大代表胡的五項提案。夏普記者很快注意到其中一條“關(guān)于建設(shè)芯片強國、引領(lǐng)高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)發(fā)展的建議”,并問道:“胡代表的‘跨界’談芯片,是不是德力西有意進(jìn)軍半導(dǎo)體領(lǐng)域……”四個多月后,答案才揭曉。德力西集團(tuán)上市公司贛華科技工業(yè)于當(dāng)年9月宣布,將斥資6000多萬元收購蘇州凱威特半導(dǎo)體有限公司約13.4%的股份,一個月后又增資4700多萬元,持有卡維特20%以上的股份。Kawaite是2015年在張家港成立的高新技術(shù)企業(yè)、小巨人企業(yè)和瞪羚企業(yè)。其創(chuàng)始人是行業(yè)專家?。ìF(xiàn)任總裁)。其主營業(yè)務(wù)是功率半導(dǎo)體器件和功率集成芯片,這似乎與知名的計算機芯片和手機芯片相去甚遠(yuǎn)。事實上,半導(dǎo)體是一個巨大的工業(yè)領(lǐng)域,包括集成電路(芯片、存儲器)和分立器件;在芯片方面,它們也分為數(shù)字芯片(IC)和模擬芯片(IC)。Kawaite的技術(shù)專長是下面紅色圓圈中的部分
“Kawaite”是英文的音譯。事實上,這個名字也高度概括了功率半導(dǎo)體器件和功率集成芯片的作用——簡而言之,它是將高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電(反之亦然),將直流電轉(zhuǎn)換為交流電(反之亦然),將電路從閉合轉(zhuǎn)換為斷開(反之亦然),并將不穩(wěn)定電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電流。。。在應(yīng)用半導(dǎo)體之前,人們往往需要通過組合復(fù)雜的線圈、磁鐵和其他組件來實現(xiàn)這些目標(biāo)
kawaite總經(jīng)理羅印舉了一個形象的例子:如果我們以人體為參照,數(shù)字芯片(如電腦或手機的CPU)相當(dāng)于負(fù)責(zé)思考的大腦,判斷和下達(dá)命令;但是單靠大腦無法使身體移動。大腦發(fā)出的微弱電信號必須由神經(jīng)系統(tǒng)分配和放大,以驅(qū)動目標(biāo)肌肉的收縮或松弛。類似地,當(dāng)我們使用手機向家中的LED燈發(fā)送“亮起”命令時,實際上是功率半導(dǎo)體執(zhí)行給光珠通電的任務(wù)。當(dāng)我們調(diào)整手機上燈光的亮度時,實際上是功率半導(dǎo)體控制著燈珠的通電/斷電開關(guān)頻率。開關(guān)越快,光越亮,反之亦然。羅表示,雖然人們對電力設(shè)備和電源芯片相對不熟悉,但他們在生活中一直被它們包圍著,從充電器到電腦、手機、家用電器、電動汽車,甚至高鐵。他們離不開功率半導(dǎo)體元件的支持
以新能源汽車為例。與燃料汽車相比,純電動汽車和充電樁對功率半導(dǎo)體芯片和器件的需求增加了四倍多。正是由于其對國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場的積極展望,卡瓦特近年來開始了轉(zhuǎn)型。從一開始,它只專注于“科學(xué)和工程人”的設(shè)計和制造路線,并開始擴(kuò)展到下游包裝和銷售,更接近最終客戶。計劃在國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場推出kawaite品牌,從而進(jìn)入德力西的視線。事實上,在就參股事宜聯(lián)系德力西之前,卡維特與德力西在電力業(yè)務(wù)上長期合作。然而,當(dāng)時供應(yīng)給德力西的半導(dǎo)體產(chǎn)品是由其他企業(yè)包裝并由其他企業(yè)品牌的
據(jù)羅音介紹,德力西的參股使卡懷特的員工持股平臺得以成功搭建。同時,在發(fā)展的關(guān)鍵時期,它為kawaite提供了強有力的財政支持。今年,由于產(chǎn)品短缺,kawaite剛剛投資近8000萬元購買晶圓廠的設(shè)備,以擴(kuò)大其獨家生產(chǎn)能力。與數(shù)字集成電路不同,模擬集成電路設(shè)計企業(yè)更多地參與晶圓生產(chǎn),并且更愿意集成IDM(設(shè)計-生產(chǎn)-封裝測試)。未來,隨著規(guī)模的擴(kuò)大,kawaite還打算為功率半導(dǎo)體構(gòu)建IDM商業(yè)模式
7月底,原定于今年春季發(fā)布的華為P50手機來得較晚。由于眾所周知的原因,這個5g時代的新手機使用的芯片是4G版本。2017年,由于IGBT(用于控制交直流轉(zhuǎn)換、功率調(diào)節(jié)等的半導(dǎo)體功率器件)的供應(yīng)中斷,東風(fēng)汽車的近10000輛風(fēng)神電動汽車被迫停產(chǎn)。IGBT是電動汽車中除電池外第二昂貴的部件。東風(fēng)為此努力了三四年,直到今年7月初才大規(guī)模生產(chǎn)自己的IGBT模塊產(chǎn)品。華為需要的手機芯片和東風(fēng)需要的IGBT器件是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。20世紀(jì)90年代以來,隨著全球社會信息化、電氣化和智能化的不斷深入,半導(dǎo)體市場的規(guī)模呈現(xiàn)出明顯的增長趨勢
近年來,中國已成為全球最大的半導(dǎo)體消費國。根據(jù)海關(guān)數(shù)據(jù),2019年中國芯片(包括數(shù)字芯片和模擬芯片)進(jìn)口總額為3040億美元;受庫存禁令的影響,2020年石油進(jìn)口額攀升至3800億美元,占國內(nèi)進(jìn)口總額的近五分之一,是原油進(jìn)口額的兩倍多。然而,據(jù)中國半導(dǎo)體協(xié)會統(tǒng)計,2020年國內(nèi)模擬集成電路企業(yè)總收入僅163億元,自給率約12%
巨大差距也意味著巨大的市場機遇。隨著配套政策的不斷出臺,以及國內(nèi)集成電路自給率提高到70%以上的目標(biāo),一大批國內(nèi)企業(yè)正在各自領(lǐng)域迎頭趕上。羅說,與納米級數(shù)字集成電路相比,微米級模擬集成電路在設(shè)備和技術(shù)上受國外影響較小,國內(nèi)更換速度將加快
以kawaite生產(chǎn)的硅基中高壓平面MOSFET系列(40v-1500v,壓控器件,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,其在150℃高溫下的泄漏指數(shù)小于10μa,達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平,而國內(nèi)同類產(chǎn)品大多在100μa以下,在材料方面,半導(dǎo)體可分為所謂的“三代”。第一代半導(dǎo)體在20世紀(jì)50年代興起。材料為硅和鍺(主要為硅),主要用于計算機、通信設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。它開啟了我們所知的“信息時代”,至今仍是市場的主流。第二代半導(dǎo)體在20世紀(jì)90年代興起。以砷化鎵和磷化銦為代表的材料主要用于制造高性能微波、毫米波器件和發(fā)光器件,開啟了“信息高速公路”時代。以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體始于世紀(jì)之交,2010年后開始商用。它們用于高階高壓功率元件和高頻通信元件,是5g時代的王者