本文來自微信公眾號(hào)“AI芯天下”，作者/方文三。
盡管日本在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域中的地位仍然具有舉足輕重的地位，但其固守傳統(tǒng)模式的功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，似乎正面臨著市場(chǎng)和行業(yè)變遷所帶來的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致其優(yōu)勢(shì)逐漸消失。
在市場(chǎng)巨變的背景下，日本企業(yè)能否繼續(xù)保持影響力將受到考驗(yàn)。
功率半導(dǎo)體價(jià)值從單一變身多方增長(zhǎng)
未來數(shù)字時(shí)代的幾乎每一個(gè)具象場(chǎng)景都需要數(shù)量更多、價(jià)值量更高的功率半導(dǎo)體支撐。
據(jù)Omida數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為462億美元，預(yù)計(jì)至2024年，全球市場(chǎng)有望達(dá)到538億美元。
根據(jù)日本Yano研究所市場(chǎng)報(bào)告的預(yù)測(cè)，到2025年，氧化鎵晶圓襯底將部分替代SiC、GaN材料，市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到2600億日元，整個(gè)氧化鎵市場(chǎng)容量將隨著功率電子的發(fā)展呈現(xiàn)跨越式發(fā)展。
據(jù)TrendForce集邦咨詢研究推估，第三代功率半導(dǎo)體產(chǎn)值將從2021年的9.8億美元，到2025年增長(zhǎng)至47.1億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)48%。
產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)在功率半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)中得以展現(xiàn)
長(zhǎng)期以來，功率半導(dǎo)體一直是為處理高壓設(shè)備而專門設(shè)計(jì)的，其生產(chǎn)通常是基于個(gè)別產(chǎn)品規(guī)格，而不是大規(guī)模生產(chǎn)。
然而，隨著電動(dòng)汽車的大規(guī)模生產(chǎn)開始，這種情況可能會(huì)發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。
功率半導(dǎo)體可能會(huì)變得更加標(biāo)準(zhǔn)化，從而使能夠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的公司能夠在市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。
這與DRAM行業(yè)曾經(jīng)發(fā)生的情況類似，當(dāng)時(shí)日本芯片制造商在存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)上輸給了韓國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
功率半導(dǎo)體是日本的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，但在歐美大廠的競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體行業(yè)的崛起態(tài)勢(shì)的雙重?cái)D壓下，其優(yōu)勢(shì)逐漸減弱。
目前，日本半導(dǎo)體行業(yè)正寄希望于SiC作為日本電子行業(yè)的救星，隨著全球芯片制造商將重點(diǎn)從硅片轉(zhuǎn)移到SiC晶圓片上，日本各大功率半導(dǎo)體企業(yè)紛紛在SiC領(lǐng)域大幅擴(kuò)產(chǎn)。
與DRAM等相比，包括碳化硅產(chǎn)品在內(nèi)的功率半導(dǎo)體的需求堅(jiān)挺，是機(jī)電領(lǐng)域資金出逃時(shí)的流入對(duì)象。
碳化硅需要人工制備，晶圓等很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，功率半導(dǎo)體不同于靠微細(xì)化左右性能的運(yùn)算用邏輯半導(dǎo)體，加工技術(shù)是競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。
這一領(lǐng)域不需要制造設(shè)備等大規(guī)模投資，在材料研究方面積累了豐富業(yè)績(jī)的日本企業(yè)容易發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。
另外，功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)方式和DRAM等產(chǎn)品有很大的不同，也就是要求的技術(shù)不盡相同。在這領(lǐng)域，日本也是一個(gè)正循環(huán)的態(tài)勢(shì)。
全球大廠帶節(jié)奏，日本市場(chǎng)感受到壓力
在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，日本廠商包括三菱電機(jī)、富士電機(jī)、東芝、瑞薩、羅姆等在全球都有著較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，近年來爭(zhēng)相在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域布局。
盡管日本企業(yè)在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域表現(xiàn)突出，占據(jù)了全球前十中的五個(gè)席位，但排名最靠前的三菱電機(jī)所占份額僅為6%左右。
相比之下，英飛凌的市場(chǎng)份額高達(dá)21%，甚至超過了日本前五大制造商的總和。
在全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上、由歐美廠商居于優(yōu)勢(shì)，而日廠雖眾多、但市占率大多不高，競(jìng)爭(zhēng)力趨于劣勢(shì)。
因此為了提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、擴(kuò)大規(guī)模及提升效率為當(dāng)務(wù)之急，因此羅姆、東芝此次的合作動(dòng)向，有望成為加快其他日廠整編的契機(jī)。
除了市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)，歐美大廠快速的擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)線轉(zhuǎn)移步伐，給日本功率半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來了壓力。
然而，日本功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還面臨著來自中國(guó)企業(yè)的沖擊。
在中國(guó)22家目前已發(fā)出采購(gòu)訂單的大陸新增晶圓廠項(xiàng)目，其中12家將被用于功率半導(dǎo)體生產(chǎn)。
中國(guó)企業(yè)新建產(chǎn)能陸續(xù)開出后，將對(duì)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上的日本企業(yè)形成明顯沖擊，因后者仍采用更陳舊的8英寸產(chǎn)線，生產(chǎn)效率不及12英寸產(chǎn)線。
面對(duì)來自歐美以及中國(guó)廠商的多面競(jìng)爭(zhēng)和壓力，日本功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不得不開始思考，他們能否保住自己的利基市場(chǎng)。
日本將把功率半導(dǎo)體作為重要領(lǐng)域之一
更優(yōu)越的性能和功耗，更廣闊的市場(chǎng)，都是日本重視第三代功率半導(dǎo)體的因素。
今年1月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在公布的會(huì)議資料《日本半導(dǎo)體及數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的現(xiàn)狀和未來》中稱，須確保2納米制程下一代半導(dǎo)體。
日本10年前沒有投入Fin結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量產(chǎn)，這是日本重新參與下一代半導(dǎo)體市場(chǎng)的最后機(jī)會(huì)。
日本《經(jīng)濟(jì)安全保障推進(jìn)法》指定半導(dǎo)體為特定重要物資，強(qiáng)化傳統(tǒng)半導(dǎo)體以及構(gòu)成半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的制造裝置、零部件、原材料的制造能力，保持和強(qiáng)化各種半導(dǎo)體的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力。
今年8月，日本再次匯集與半導(dǎo)體和數(shù)字產(chǎn)業(yè)相關(guān)的企業(yè)、專家以及政府人員，公布了修訂后的《半導(dǎo)體、數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，對(duì)振興半導(dǎo)體行業(yè)做了更加清晰的規(guī)劃：
①?gòu)?qiáng)化半導(dǎo)體的制造基礎(chǔ)和生產(chǎn)組合，包括，進(jìn)一步完善半導(dǎo)體生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以及對(duì)成熟制程半導(dǎo)體生產(chǎn)以及供應(yīng)鏈整體的強(qiáng)化。
②與歐美合作，學(xué)習(xí)先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)并建立起日本國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)體制（包括2nm、SiC/GaN/Ga2O3、3D封裝等）。
③國(guó)際合作建立起光電融合等前驅(qū)性技術(shù)基礎(chǔ)。
日本大廠同時(shí)發(fā)力新一代功率半導(dǎo)體
三菱電機(jī)：已于今年3月宣布，將在截至2026年3月的時(shí)間內(nèi)，將其先前的投資計(jì)劃翻倍，總計(jì)約2600億日元，主要用于建設(shè)新的晶圓廠，以增加SiC功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)。7月宣布已入股Novel Crystal Technology。
富士電機(jī)：計(jì)劃在馬來西亞的晶圓廠于2023會(huì)計(jì)年度開始生產(chǎn)功率半導(dǎo)體，并計(jì)劃在2024年度開始在青森縣的津輕工廠量產(chǎn)，建立由兩個(gè)基地生產(chǎn)的體制。
東芝：計(jì)劃在2025年開始量產(chǎn)碳化硅材料的功率半導(dǎo)體，并持續(xù)推進(jìn)氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體的研發(fā)。
瑞薩電子：將于2025年開始生產(chǎn)使用SiC來降低損耗的下一代功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，計(jì)劃在目前生產(chǎn)硅基功率半導(dǎo)體的群馬縣高崎工廠進(jìn)行量產(chǎn)。
羅姆：計(jì)劃在2028年3月底前向SiC注入5100億日元發(fā)展碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈。目標(biāo)是到2030年SiC晶圓產(chǎn)能相比2021年提高35倍。到2025年羅姆SiC產(chǎn)能將提升6.5倍。
日本電裝：將和全球半導(dǎo)體代工廠聯(lián)合微電子公司達(dá)成協(xié)議，同意在聯(lián)電日本晶圓廠子公司USJC 300毫米晶圓廠，合作生產(chǎn)功率半導(dǎo)體，以滿足汽車市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求。
羅姆和東芝聯(lián)合生產(chǎn)功率芯片
近日，日本電子元器件領(lǐng)域的兩家重要企業(yè)羅姆半導(dǎo)體和東芝，聯(lián)合發(fā)布聲明，計(jì)劃進(jìn)行一項(xiàng)巨額投資。
他們計(jì)劃共同投資3883億日元（約合27億美元），用于聯(lián)合生產(chǎn)功率芯片。
在這項(xiàng)合作中，羅姆半導(dǎo)體計(jì)劃將大部分投資2892億日元用于其主導(dǎo)的SiC晶圓生產(chǎn)。
該公司計(jì)劃在九州島南部宮崎縣建造一座新工廠，以擴(kuò)大其生產(chǎn)能力。
與此同時(shí)，東芝計(jì)劃出資991億日元，在日本中部石川縣建設(shè)一座尖端的300mm晶圓制造工廠。
這項(xiàng)投資將有助于提高東芝在功率半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。
雙方將共計(jì)獲得1294億日元（9.02億美元，相當(dāng)于總投資的三分之一）的補(bǔ)貼，以支持其在日本國(guó)內(nèi)的功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)。
結(jié)尾：
各國(guó)正在加強(qiáng)第三代功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)和投資，以提升技術(shù)水平。類似日本的做法，各國(guó)都在擴(kuò)大生產(chǎn)并投入大量資金以推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。
對(duì)新的生產(chǎn)能力的積極投資可能會(huì)引發(fā)市場(chǎng)份額的重大變化。這些舉措旨在通過增強(qiáng)寬帶隙半導(dǎo)體領(lǐng)域的制造能力，進(jìn)一步鞏固在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。
部分資料參考：半導(dǎo)體行業(yè)觀察：《功率半導(dǎo)體，日本押下重注》，日經(jīng)中文網(wǎng)：《日企增產(chǎn)碳化硅功率半導(dǎo)體，欲奪主導(dǎo)權(quán)》，經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：《日本半導(dǎo)體浮沉啟示錄》，學(xué)術(shù)plus：《日本重振半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的近期動(dòng)向》
