歐洲三大芯片巨頭,重新審視供應鏈

本文來自微信公眾號:電子工程世界 (ID:EEworldbbs),作者:冀凱、付斌,題圖來自:AI生成

在上週剛剛舉辦的Electronica 2024 CEO圓桌論壇上,英飛淩、恩智浦以及意法半導體三家芯片巨頭CEO齊亮相,三家CEO集體表達了對中美關係的擔憂,同時三位也有一個共識,即中國在全球半導體供應鏈中扮演著越來越重要的角色,尤其是在電動汽車和工業領域。

討論中提到,中美的政策和限制對全球半導體供應鏈產生了影響,企業需要適應這些變化。同時,由於中國正在大力投資半導體產業,包括建設新的晶圓廠,以減少對外部供應鏈的依賴。因此歐洲公司也需要理解「中國製造」戰略,並積極擴展在中國的生產和研發佈局,以及與中國合作夥伴的合作。

一方面中國早已成為了歐洲半導體巨頭的重點市場,同時伴隨著全球經濟的不確定性,三家歐洲半導體公司都不約而同地變革供應鏈,以滿足中國強烈的市場需求以及全球的低迷。

英飛淩:全方位降低功率器件成本

全面發力矽、碳化矽以及氮化镓的英飛淩正在不斷降低這三類產品的成本。另外,英飛淩也宣佈暫緩居林二期的擴產,以確保實施「正確的」產能計劃。

首先,在矽方面,英飛淩10月29日宣佈推出全球最薄矽功率晶圓,成為首家掌握20μm超薄功率半導體晶圓處理和加工技術的公司。這一突破使得晶圓的厚度減半(從40μm減少到20μm),電阻減半,同時降低功率損耗超過15%,為更節能的電力系統鋪平道路。

反觀中國競爭對手晶圓厚度在80μm~100μm間,西方和日本競爭對手則為40~60μm。該技術將主要應用於AI服務器的DC/DC轉換器。不過,值得注意的是這也是國產製程為數不多的直接與英飛淩對比,至少登上了餐桌,也證明了英飛淩對中國對手的關注。

其次,在碳化矽方面,隨著馬來西亞居林第三廠區(Kulim 3)啟用(8月9日一期建設正式啟動運營),英飛淩有望成為業界最具競爭力的碳化矽技術供應商,同時該廠將成為全球最大且最具競爭力的200mm碳化矽功率半導體晶圓廠。此前,英飛淩曾稱,將在未來五年在Kulim投入高達50億歐元用於擴產。

英飛淩的碳化矽包括四點優勢:在原材料供應上,擁有超過6家的晶圓和晶棒供應;擁有先進的溝槽技術,比平面碳化矽性能高出30%;擁有行業最佳的封裝解決方案,在.XT技術加持下獲得最高的功率密度;擁有數十年的經驗,不僅擁有最廣泛的產品組合,也可定製解決方案。

值得一提的是,Kulim 3將與英飛淩在奧地利菲拉赫(Villach)一起建立彈性的供應。目前,Villach廠200mm SiC試點項目進展順利,選定大批量技術資格鑒定幾近完成,SiC原材料實現多方供應,晶圓良率優於或等於150mm。根據英飛淩的計劃,Villach和Kulim將在資格認證的3年內完全過渡到200mm,將在2025年Q1開始推出基於200mm的產品,並在200mm上開發新產品。

結合此前新聞來看,加上Villach和Kulim計劃的200mm SiC轉換,英飛淩預計對於碳化矽的投資將在2030年前帶來約70億歐元的年SiC收入潛力。英飛淩對於製造的投入也將支持英飛淩在2030年前實現近30%的SiC市場份額目標。

最後,在氮化镓方面,英飛淩9月12日宣佈率先開發全球首項300mm氮化镓功率半導體技術。按照英飛淩的說法,這項技術能夠徹底改變行業的遊戲規則,相較於200mm晶圓,300mm晶圓芯片生產不僅在技術上更先進,也因晶圓直徑擴大,每片晶圓上芯片數量增加了2.3倍,顯著提高了效率。目前,英飛淩已在Villach廠利用現有300mm矽生產設備的整合試產線,成功地生產出300mm GaN晶圓。

恩智浦:繼續發揮混合IDM的優勢

恩智浦預計未來到2030年間,其晶圓使用量將增長1.5倍。

為此,恩智浦製定了詳細的混合製造模式,尤其是前端工藝,到2030年要從目前40%佔比減少到20%佔比,後道比率保持不變。

兩則重磅新聞:一是歐洲台積電與恩智浦、博世和英飛淩合資建立ESMC,二是恩智浦與世界先進在新加坡合資建立VSMC。

合資公司ESMC全稱European Semiconductor Manufacturing Company,該項目基於歐盟委員會公佈的《芯片法案》框架進行規劃,項目位於德國德累斯頓。計劃中的合資公司將由台積電持股70%,博世、英飛淩和恩智浦半導體各持股10%。工廠預計在2027年首次生產,晶圓產能可達4萬片/月。使用台積電28/22nm CMOS和16/12nm FinFET工藝技術,每月生產約40000個300mm晶圓。

根據恩智浦的規劃,5億美元的股權融資將支持恩智浦每年20億美元的收入。

合資公司VSMC全稱VisionPower Semiconductor Manufacturing Company,總投資額為78億美元,恩智浦持股將達到40%。合資公司將於2024年下半年正式啟動建設,計劃2027年實現量產並開始向客戶供應首批芯片產品,預計到2029年寸晶圓產能達到5.5萬片/月。

根據恩智浦的規劃,28億美元的股權融資將支持恩智浦每年40億美元的收入。

對於馬來西亞吉隆坡封測廠,恩智浦將會繼續擴大投入,增加到6Mu/周。根據規劃,11億美元的投入將會支持恩智浦每年30億美元的收入。

恩智浦特別提到了中國市場。在中國,恩智浦選擇台積電南京、中芯國際、華虹分別開發16/28nm、40nm以及180nm不同種類的產品。天津封測廠完成80%的內部製造,20%由外部實現。

意法半導體:重塑製造業務並調整結構成本

在意法半導體(ST)舉辦的投資者峰會上,ST重申了其到2030年實現200億美元以上收入的宏偉目標,並預計屆時營業利潤率將超過30%。

ST正在執行其製造重塑計劃,這涉及到對製造業務的重新配置和優化。通過這一計劃,ST預計將在2027年實現與當前成本基礎相比高達數億美元的節省,這將有助於公司達到22%至24%的營業利潤率。

ST繼續在BCD和其他寬帶隙技術方面進行創新,以提高設計的靈活性和性能。公司在矽和寬帶隙材料的高能效應用方面不斷取得進展,特別是在碳化矽(SiC)和氮化镓(GaN)技術方面。

透過全球合作夥伴網絡,ST旨在幫助客戶減少開發時間和成本,縮短產品上市時間,以獲得更高的市場份額、收入和銷售增長。

ST也格外關注製造的多重供應。前端高質量製造中心包括意大利Agrate 300mm混合信號廠、意大利Catania 200mm SiC(垂直整合)廠、法國Crolles 300mm數字廠、三安合資200mm SiC廠,後端高質量製造中心包括馬來西亞Muar先進引線和麵板級封裝廠、中國深圳電源封裝(模塊、分立、KGD)、馬耳他Kirkop全工業4.0封裝廠。

從佔比來看,ST前端晶圓外部代工佔比達到20%,後端封測外部代工佔比達到35%。

差異化技術是ST的基礎,包括MEMS、智能電源BCD、FD-SOI CMOS、分立、功率MOSFET、IGBT、SiC、GaN、eNVM CMOS、垂直智能電源、光學傳感解決方案等。實現這些解決方案的基礎是封裝技術,包括引線、層壓、傳感器模塊、晶圓級。

在差異化方案中,ST也對產品進行了一定的規劃,包括:BCD Auto(BCD GaN電磁隔離)、第四/五代SiC技術、超結/LV/HV PMOS、六軸MEMS、壓力傳感器、3D堆疊傳感器、平面光學元件、55nm BiCMOS、28nm RF FD-SOI、40nm模擬ePCM、18nm FD-SOI ePCM。

封裝技術未來圍繞功率密度、可靠性、冷卻效率、異質整合、Chiplet、互連密度、小型化精度進行迭代。

ST特別提到了Chiplet技術,作為一種全新的可擴展的高效集成方法,模塊化設計能夠最大限度提高芯片性能,降低成本。目前,ST成立了專門的研發中心,涵蓋器件架構設計、芯片設計和設計套件、襯底和互連設計以及PLPGen2的中試生產線。中試產線將在2026年開放,產能可以達到500塊/月。

為了突破MCU製程,ST擁抱18nm FD-SOI PCM(相變存儲器)技術,實現卓越能效,同時體積相較市面的22nm eNVM解決方案小一半。這項技術的供應也採用了三星南韓廠、ST法國Crolles廠雙源的彈性供應。

作為首個實現面板級封裝生產的企業,ST內部生產線每天生產超過400萬台的設備。

ST在本次很重磅的消息是製造戰略上的更新:Crolles廠和Agrate廠投資300mm,預計從2024年到2027年~2028年300mm產量佔比從40%提升至54%;Catania廠和重慶廠(三安合資)投資200mm SiC,預計從150mm過渡到200mm產能提升兩倍以上。

5月31日,ST宣佈將在意大利Catania建設世界首個全流程垂直集成的碳化矽(SiC)工廠,總投資額約為50億歐元。本次ST特別強調了將利用完全自動化的機器人技術實現大規模生產能力的創新和協同效應,同時會利用AI技術來確保生產效率和質量。

ST也非常強調中國市場,為支持中國本土增長,採取「China-for-China」的本地化運營模式,以適應快速變化且競爭激烈的中國市場,同時宣佈兩則重磅新聞:

與華虹宏力(HHGrace)合作,在40 nm、OFT、BCD/IGBT技術節點上構建專屬產能通道;

與三安光電的合資公司(ST-Sanan JV)合作開展碳化矽前端製造。

這樣,ST將會以上海為應用中心;深圳和重慶成為ST的主要製造基地,前者的聚焦後端組裝與測試,後者重點為碳化矽前端製造。

不止如此,更為重磅的是,40nm eNVM STM32將採用中國和非中國的雙重供應鏈。換句話說,就是與華虹宏力建立合作夥伴關係,聯合推進40nm微控製器單元(MCU)的代工業務。

根據ST的規劃,STM32會利用China-for-China的策略,未來5年將本地客戶基礎擴大50%。

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