Cree進(jìn)軍半導(dǎo)體的步步為”贏“

得益于在材料和技術(shù)上的深厚積累，Cree能夠制造出可在很小的空間里用更大的功率，同時(shí)還具備正向電壓低、超薄厚度、發(fā)熱性低、針對(duì)靜電放電(ESD)的高容限/耐受、使用壽命長(zhǎng)久等典型特征的LED燈珠，公司也在這個(gè)領(lǐng)域一騎絕塵。

但在今年三月，他們宣布，將向美國(guó)理想工業(yè)公司(IDEAL INDUSTRIES)出售其照明產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門(mén)("Cree Lighting")，包括用于商業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)者應(yīng)用的LED照明燈具、燈泡以及企業(yè)照明解決方案業(yè)務(wù)。公司在未來(lái)將定位為一個(gè)更專(zhuān)注的半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者。

而其實(shí)在這種轉(zhuǎn)變背后隱藏著兩條重要主線：中國(guó)LED芯片產(chǎn)業(yè)的崛起與GaN和SiC等器件需求的飆升。

LED芯片向中國(guó)轉(zhuǎn)移

曾幾何時(shí)，在led芯片領(lǐng)域，我們一定繞不過(guò)美國(guó)Cree，歐洲飛利浦、歐司朗，日本日亞化學(xué)與豐田合成等公司。因?yàn)檫@些IDM企業(yè)憑借其業(yè)務(wù)模式的優(yōu)勢(shì)，在LED領(lǐng)域建立了領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，公司推出的產(chǎn)品也備受好評(píng)。

但和其他芯片的發(fā)展一樣，在經(jīng)歷了歐美壟斷、韓國(guó)***推動(dòng)大規(guī)模商用，然后在經(jīng)歷國(guó)內(nèi)政策扶持，海內(nèi)外人才迅速加入以后，以三安廣電和華燦光電為代表的一大波國(guó)內(nèi)led芯片廠商迅速崛起，也逐漸把led芯片變成了一個(gè)幾由中國(guó)廠商把持的紅海市場(chǎng)。

統(tǒng)計(jì)顯示，2013年以來(lái)，中國(guó)LED芯片行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模占全球規(guī)模的比例不斷提升，市場(chǎng)份額也由2013年的27.0%上升至2017年的37.1%。在2017年，中國(guó)LED芯片產(chǎn)能占全球的比例達(dá)到58%。而排在其后的中國(guó)***2017年LED芯片產(chǎn)能占比15%;其后是日本、韓國(guó)、美國(guó)，這三個(gè)國(guó)家的LED芯片產(chǎn)能占比分別為12%、9%、3%。在國(guó)內(nèi)，本土廠商的份額更是水漲船高。

據(jù)LEDinsde數(shù)據(jù)，2016年在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，三安光電、華燦光電等前五大廠商合計(jì)市占比為65%。

2017年國(guó)內(nèi)led芯片市場(chǎng)份額

截至2017年底，國(guó)內(nèi)前四大芯片廠商占據(jù)了超過(guò)70%的市場(chǎng)份額。居前四位的分別是三安光電(產(chǎn)能為280萬(wàn)片/每月)、華燦光電(產(chǎn)能170萬(wàn)片/每月)、澳洋順昌(產(chǎn)能100萬(wàn)片/每月)和乾照光電(產(chǎn)能55萬(wàn)片每月)，占比分別為32.6%、19.8%、11.6%和6.4%?？傮w來(lái)看，我國(guó)LED芯片行業(yè)集中度較高。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)的led芯片質(zhì)量也大幅提升，出貨量也日漸增長(zhǎng)，led芯片的各個(gè)環(huán)節(jié)價(jià)格也開(kāi)始大跌。資料顯示，白光 LED 封裝的成本將從 2009 年的 25 美元／klm 降至 2020年的 0．7 美元／klm，其成本的終極目標(biāo)更是渠道為 0．5 美元／klm，平均每年的成本下降在 30％以上。再加上國(guó)內(nèi)廠商競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)Cree來(lái)說(shuō)，led芯片市場(chǎng)不再有吸引人。為此他們作出了文章開(kāi)頭的決定。

GaN和SiC器件需求的飆升

Cree放棄照明業(yè)務(wù)，另一個(gè)原因就在于看到GaN和SiC器件需求的飆升。

對(duì)led芯片產(chǎn)業(yè)有所了解的朋友應(yīng)該知道，GaN和SiC這些化合物半導(dǎo)體曾經(jīng)被推廣到led芯片當(dāng)作襯底，而Cree作為當(dāng)中的領(lǐng)頭羊，在這些領(lǐng)域都有很深入的研究和積累。雖然led市場(chǎng)吸引力不再，但這些技術(shù)在功率電子和射頻領(lǐng)域看到了很大的成長(zhǎng)空間。

硅、碳化硅和氮化鎵的材料屬性

資料顯示，碳化硅和氮化鎵這兩種材料的性能都優(yōu)于單質(zhì)硅。他們的高臨界場(chǎng)允許這些器件能在更高的電壓和更低的漏電流中操作。高電子遷移率和電子飽和速度允許更高的工作頻率，高導(dǎo)熱系數(shù)意味著材料在更有效地傳導(dǎo)熱量方面占優(yōu)勢(shì)，這些特性就讓他們能夠在射頻和功率器件領(lǐng)域獲得廣泛的關(guān)注。

功率GaN器件未來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

根據(jù)知名分析機(jī)構(gòu)Yole的數(shù)據(jù)顯示，2016年，全球氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體器件市場(chǎng)規(guī)模為165億美元，預(yù)計(jì)到2023年將達(dá)到224.7億美元，2017年至2023年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為4.6%。Yole指出，驅(qū)動(dòng)該市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素包括氮化鎵在消費(fèi)電子和汽車(chē)領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)潛力；氮化鎵材料的寬帶隙特性促進(jìn)了創(chuàng)新應(yīng)用；氮化鎵在RF功率電子領(lǐng)域的成功應(yīng)用；以及軍事、國(guó)防、航空航天應(yīng)用領(lǐng)域增加對(duì)氮化鎵RF半導(dǎo)體器件的采用。

SiC器件的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

同樣也是Yole的預(yù)測(cè)，到2023年SiC功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)14億美元，而2016年至2023年間的復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)為28%，2020~2022年CAGR將進(jìn)一步提升至40%。

按照他們的說(shuō)法包括xEV、xEV充電基礎(chǔ)設(shè)施、PFC /電源、PV、UPS、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、風(fēng)和鐵路，都是SiC的應(yīng)用領(lǐng)域。另外，SiC還受到PFC和PV應(yīng)用中使用的二極管的驅(qū)動(dòng)。Yole強(qiáng)調(diào)，從現(xiàn)在開(kāi)始的五年內(nèi)，主要的SiC元件市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素將是晶體管。當(dāng)然，他們也強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)在正在蓬勃發(fā)展的新能源汽車(chē)也將會(huì)是SiC器件瞄準(zhǔn)的另一個(gè)方向。

Cree進(jìn)軍半導(dǎo)體的步步為”贏“

1987年成立的Cree在上述兩種化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)表現(xiàn)出色。英飛凌在2016年7月15日宣布，將以8.5億美元的現(xiàn)金收購(gòu)Cree科銳旗下的Wolfspeed公司，就是看中了他們?cè)谶@這方面的技術(shù)（因?yàn)槊绹?guó)CFIUS的反對(duì)，英飛凌對(duì)Wolfspeed的交易最終流產(chǎn)）。尤其是在SiC方面，Cree的表現(xiàn)尤為優(yōu)越。

資料顯示，成立之初的Cree就確定了朝SiC材料發(fā)展的道路，公司也在1989年發(fā)布了世界上第一款藍(lán)色led，而這顆芯片就是在SiC上生產(chǎn)的。自led之后，他們就將SiC技術(shù)拓展到其他領(lǐng)域，并把其發(fā)展成為公司業(yè)務(wù)的另一大支持，這就是上文提到的Wolfspped。太平洋證券指出，Cree在1991年就推出了全球首款商用SiC晶圓，1998年創(chuàng)建業(yè)界首款采用SiC的GaN HEMT，進(jìn)入21世紀(jì)后，公司在SiC射頻器件與電力電子器件領(lǐng)域繼續(xù)拓展，于2002年推出首款600V商用SiC JBS肖特基二極管，2011年推出業(yè)界首款SiC MOSFET。公司最近還和st簽訂了長(zhǎng)期的SiC晶圓供應(yīng)協(xié)議，夯實(shí)了公司未來(lái)的發(fā)展基礎(chǔ)。

Cree在SiC功率器件的發(fā)展歷史

來(lái)到GaN方面，Cree在2004年收購(gòu)了AdvancedTechnology Materials（ATMI），獲得了GaN和外延業(yè)務(wù)，公司也直接取得GaN襯底和外延的產(chǎn)能；2018年3月，Cree反過(guò)來(lái)收購(gòu)了英飛凌的射頻功率業(yè)務(wù)，按照Cree 首席執(zhí)行官 Gregg Lowe 的說(shuō)法，這次收購(gòu)穩(wěn)固了 Wolfspeed 在射頻碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位，同時(shí)使科銳進(jìn)入更多市場(chǎng)，擴(kuò)大客戶并獲得在封裝領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)。這是科銳發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措，使Wolfspeed 能夠助力4G網(wǎng)絡(luò)提速，以及向革命性的5G轉(zhuǎn)型。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)在的Cree具備了SiC 功率器件及 GaN RF 射頻器件生產(chǎn)能力，其中SiC功率器件市場(chǎng)，Wolfspeed擁有全球最大的份額，公司也引領(lǐng)了SiC晶圓尺寸的變化浪潮；而在GaN射頻市場(chǎng)，Wolfspeed也僅僅是屈居第二。公司的GaN HEMT出貨量也超過(guò)了1500萬(wàn)只，公司也拓展出了GaN-on-SiC 代工服務(wù)。

這些業(yè)務(wù)也給Cree帶來(lái)了優(yōu)越的業(yè)績(jī)。根據(jù)公司最新的財(cái)報(bào)顯示，Wolfspeed最新財(cái)季的營(yíng)業(yè)收入同比增長(zhǎng)了72%，其毛利也超過(guò)了公司的目標(biāo)。這部分業(yè)務(wù)在公司中所占的營(yíng)收份額也越來(lái)越大。