半導(dǎo)體領(lǐng)域的現(xiàn)狀及未來發(fā)展 五大市場值得關(guān)注

未來的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來蓬勃發(fā)展的十年，物聯(lián)網(wǎng)時代的推動，未來的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，集成電路產(chǎn)業(yè)將形成五大市場，本文介紹了當(dāng)下半導(dǎo)體各領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及未來的前景。

從80年代到現(xiàn)在，整個信息化時代基本上可以分為三個階段，即互聯(lián)網(wǎng)時代、移動互聯(lián)網(wǎng)時代和當(dāng)下的物聯(lián)網(wǎng)時代。過去三十年基本上實現(xiàn)的是從無到有的過程，而未來的十年，將會是基于品質(zhì)的大消費十年，同時也是半導(dǎo)體、集成電路蓬勃發(fā)展的十年。

在2017中國集成電路產(chǎn)業(yè)促進大會的“國產(chǎn)集成電路生態(tài)鏈論壇”上，華虹宏力戰(zhàn)略、市場與發(fā)展部部長胡湘俊介紹了當(dāng)下半導(dǎo)體各領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展機遇。

圖1 華虹宏力戰(zhàn)略、市場與發(fā)展部部長胡湘俊演講現(xiàn)場

安全芯片國產(chǎn)化已成趨勢

物聯(lián)網(wǎng)的上半場是互聯(lián)，下半場是大數(shù)據(jù)。而當(dāng)下我們還處于物聯(lián)網(wǎng)的上半場，即處在互聯(lián)階段，但是大數(shù)據(jù)已經(jīng)隨之發(fā)展起來。在這樣一個時代背景下，安全問題自然而然成為大眾關(guān)注的焦點。

首當(dāng)其沖的是金融行業(yè)，尤其是隨著移動支付的蓬勃發(fā)展，信息安全事關(guān)所有人的切身利益，是金融行業(yè)生死攸關(guān)的基石。就市場表現(xiàn)來看，最為明顯的是銀行卡從磁條卡到芯片卡的換代。而隨著未來金融市場發(fā)展越來越復(fù)雜，安全性也越來越重要，金融安全芯片的國產(chǎn)化已成為大趨勢。

此外，在PC端會有可信賴平臺模塊片、嵌入式安全元件；工業(yè)上的智能電表領(lǐng)域；汽車的車聯(lián)網(wǎng)，包括與后臺數(shù)據(jù)連接及車與車之間的互動，會通過不同的方式將安全芯片嵌入到汽車中，而未來的無人駕駛中安全芯片的國產(chǎn)化也會是一個很重要的方向。另外，安全訪問、交通、電子身份證及電子通行證上的應(yīng)用也將會逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化（如圖2）。

圖2 安全芯片的國產(chǎn)化及華虹宏力的產(chǎn)品表現(xiàn)

華虹宏力作為全球領(lǐng)先的8英寸純晶圓代工廠，專注于特色工藝研發(fā)，提供極富競爭力、高性價比的差異化技術(shù)和服務(wù)。在智能卡IC代工方面，采用華虹宏力eNVM技術(shù)制造的金融IC卡芯片產(chǎn)品分別通過了EMVCo、CCEAL5+、萬事達CQM認(rèn)證等多項國際權(quán)威認(rèn)證。此外，華虹宏力制造的芯片集成了諸如光線感測器，溫度、電壓感測器等抗攻擊的IP，同時具備高可靠性（見圖2右）。

微控制器（MCU）：智能時代帶來的大發(fā)展

在微控制器領(lǐng)域，全球市場一直保持增長態(tài)勢，尤其近兩年，伴隨著自動駕駛、人工智能（AI）等技術(shù)的爆發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，全球微控制器市場持續(xù)穩(wěn)步增長，而華虹宏力的微控制器增長率一直保持在兩位數(shù)，高于全球市場增長速度。另外，隨著智能產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展和深化，未來將會有超過一半以上微控制器在8英寸工藝線生產(chǎn)。

智能控制時代的一大重要表現(xiàn)就是各式各樣的應(yīng)用都將采用微控制器：從計算機到移動通訊上的主板控制、安全芯片及其他的控制芯片，包括通訊類的觸控屏；消費類的小型家電及大型家電；工業(yè)類的智能電表都有大量的應(yīng)用。另外，在汽車電子領(lǐng)域，不論是傳統(tǒng)的車燈控制，還是未來的車聯(lián)網(wǎng)都會有各式各樣的連接控制，微控制器都是很重要的應(yīng)用。

功率半導(dǎo)體：IGBT國產(chǎn)化率尚顯不足

節(jié)能減排及綠色能源呼聲走高，以智能電網(wǎng)為例，發(fā)電、輸電、配電、用電等各個環(huán)節(jié)都離不開功率半導(dǎo)體。

圖3 功率半導(dǎo)體的分類

目前，功率半導(dǎo)體市場還相對集中在低于200V的中低壓的MOSFET，超級結(jié)MOSFET（SJNFET）應(yīng)用主要分布在400V到900V，這一段應(yīng)用也相對較多，IGBT應(yīng)用是在600V以上，1200V到1700V為主。

新能源車或混合動力車對功率器件需求旺盛，不論是充電樁還是車上充電，其充電模塊大部分是由SJNFET和IGBT組成，其中SJNFET占據(jù)約8成，IGBT為輔。除此以外，SJNFET還有包括汽車的頭燈，以及其他的一些AC/DC應(yīng)用；IGBT在混合動力和純電動車的電機驅(qū)動上則是必不可少的核心器件。

目前SJNFET的國產(chǎn)化已經(jīng)比較成熟，甚至部分產(chǎn)品性能優(yōu)于國外產(chǎn)品，而IGBT的國產(chǎn)化率尚顯不足，只有消費類和工業(yè)類國產(chǎn)芯片參與度相對較好，胡湘俊部長表示，華虹宏力希望在國內(nèi)電動車市場上大有作為。

車用半導(dǎo)體：國內(nèi)廠商面臨新機遇

在最近幾年節(jié)能減排的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的燃料汽車，不論是汽油車還是柴油車，除了原來的發(fā)動機和變速器芯片以外，起停模塊的應(yīng)用量較大。在新能源汽車逐漸發(fā)展起來之后，國內(nèi)車廠與國外廠商基本上在同一起點，發(fā)展比較同步，在電機、電池、逆變器、充電樁、MCU、IGBT等領(lǐng)域，包括其他相關(guān)傳感器、射頻都將快速發(fā)展，國內(nèi)廠商有很大的機會，可能在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。

圖4 電動/混動汽車年需求量

化合物半導(dǎo)體：GaN將大有所為

化合物半導(dǎo)體是一個新興領(lǐng)域，現(xiàn)在國內(nèi)有很多人在做基礎(chǔ)研究或是小批量生產(chǎn)，有很大一部分還沒有轉(zhuǎn)移到8英寸，但是氮化鎵（GaN）相對比較早可以轉(zhuǎn)移到8英寸。例如在手機基站中會有很多功率放大器（Power Amplifier，PA）是用LDMOS的，慢慢會由GaN取代，以提高性能，降低成本。隨著5G時代的到來，GaN的應(yīng)用需求將會急速增長，現(xiàn)在部分研究單位已經(jīng)將其用到8英寸上，但因其高昂的成本，商用并無優(yōu)勢。

圖5 基于通訊基站的GaN及LDMOS應(yīng)用

華虹宏力未來發(fā)展規(guī)劃

華虹宏力作為2016年唯一躋身中國企業(yè)發(fā)明專利授權(quán)量前十名的集成電路企業(yè)，主要有三個工廠，華虹一廠主攻智能卡、電源管理和模擬芯片，華虹二廠專注于功率半導(dǎo)體器件，華虹三廠主要致力于邏輯、射頻及嵌入式閃存。

到目前為止，華虹宏力月產(chǎn)能約為16萬片。其中，據(jù)2017年上半年營收數(shù)據(jù)顯示，華虹宏力80%的營收集中在嵌入式非易失性閃存、功率器件、模擬與電源管理三大塊。另外，胡湘俊部長表示，汽車電子也將會是華虹宏力未來的發(fā)展重點。

圖6 華虹宏力2017年上半年銷售收入平臺劃分