Thursday, August 11, 2022

11 Aug 2022 - IGBT功率半導體的國產替代能否成功? (明報「明智博立」專欄)

IGBT是一種功率半導體器件,為工業控制及自動化領域的核心元器件,是新能源時代不可或缺的需求。根據Strategy Analytics資料,功率器件在新能源車的應用比傳統燃油車從21%提升到55%,是除電池外成本第二高的器件,因此隨著新能源汽車快速發展,加上IGBT也是充電樁的核心器件,IGBT的需求量也會持續增加。與此同時,IGBT亦是光伏逆變器和風電變流器的核心器件,為逆變器的主要成本,受益於全球能源結構改變,以及中國碳中和的發展,也會推動處於成熟市場的IGBT等功率半導體帶來增量應用逐步增長。

目前整個功率半導體市場國產化率不到30%,還是依賴進口為主。國產公司主要生產技術壁壘相對低的品類為主,而在大功率的領域如中高端的IGBT主流器件國產化率更低,IGBT全球五強均被德國、日本和美國公司所壟斷。雖說國內企業都有在做國產替代,但效率值相對來說低於歐美甚至日系品牌,並且穩定性還待驗證,尤其是海外市場對國產晶片還不太能接受,因此國內品牌會針對國內市場的機型替換要稍微快一些。但晶片要實現全部國產化替代,還有遠遠的路要走,這需要國產半導體證明其穩定性、轉換率等性能可以滿足到市場的要求。

在生產製造環節上,值得高興的是,要是國外光刻機購買被禁,使用國產光刻機也能繼續生產, 這是由於IGBT對製程的要求沒有邏輯芯片等集成電路芯片(IC)要求那麼高,一般為60nm以上,所以對應的光刻設備不會受到像14nm7nm等製程的約束,用目前國內大多數28nm以上的成熟設備也可以滿足。話雖如此,但國產芯片的可靠性跟國外還是有一定差距,在工藝生產設備上,也會有一些專有配套是國內沒有或者技術上達不到的,比如德國的真空焊接機能把芯片焊接空洞率控制在低於1%,而國產設備空洞率則高達20%,在薄片和背面工藝也有一定差距。與此同時, 國內很多IGBT產線基本上以6英寸、8英寸為主,華虹半導體(1347)12寸功率半導體生產線才在去年年底剛投產。正常來講,除去工廠投資,12英寸基本上比6英寸、8英寸成本減少一半左右。但是因為歐美廠商對於毛利要求很高,因此其實大家的成本不會差距太大。

最後,看起來不少芯片以規格計和IGBT龍頭英飛凌(Infinion)差距有限,但假如大規模賣的話可能良率的問題就會顯露出來,不過差距越來越近是無可置疑的,加上這個行業已經到了物理的上限,很難再改進得更好,長遠來看預料差距會很小,剩下的只是品牌的建立需要時間積累。

簡志健,持證監會持牌人士,博立聯合創辦人/中原資產管理投資總監
傅可怡,持證監會持牌人士,博立研究團隊
/中原資產管理分析員

執筆之時,筆者及其客戶沒有持有上述提及的股票