后疫情时代，瑞能主攻的双极功率半导体如何在中国市场大放异彩？

电子发烧友原创  章鹰
 
11月3日， 2020慕尼黑华南电子展盛大开幕，作为慕尼黑展唯一的视频直播合作方，在展会期间，通过现场直播方式采访了工业电子领域内众多企业，就相关的行业、技术、市场和产品等话题进行了广泛的交流。
 
作为全球功率半导体行业的佼佼者，瑞能半导体专注于研发行业领先、广泛且深入的双极功率半导体产品组合，公司主要产品主要包括晶闸管和功率二极管等。广泛应用于以家电为代表的消费电子、以通信电源为代表的工业制造、新能源及汽车等领域。
 
2020年，新冠疫情在全球多地蔓延，国际贸易巨大波动也给半导体厂商的供应带来一些问题。2020年下半年，瑞能半导体如何前瞻功率半导体的市场前景和技术走向？公司在第三代半导体领域的产品布局和发力市场？电子发烧友独家采访了瑞能半导体高级产品市场经理谢丰，他带来前沿的洞察。
 

图：瑞能半导体高级产品市场经理谢丰

 
2020年，新冠疫情和国际贸易形势出现波动，作为国内功率半导体的重要厂商之一，瑞能半导体如何前瞻2021年中国功率半导体市场的前景和技术走向？
 
谢丰：2020年，行业客户和我们最关心的是如何保证供应链安全。2019年前，世界各国的经济都在WTO的框架下高度融合，大家共同协作来发展经济，尤其是半导体产业，大家本着分工协作的精神，欧美的半导体大厂着重于研发设计，亚洲企业则偏重于制造生产，在这种情况下，大家考虑最多的是如何有效快捷并经济的获得自己需要的供应。2020年，因为国际贸易形式的变化以及新冠疫情的影响，整个半导体产业的格局发生了根本性的变化。

左：电子发烧友执行副主编章鹰 右： 瑞能半导体高级产品市场经理谢丰

 
未来，以瑞能半导体为代表的中国半导体企业可能更重视研发，在半导体材料、设备，制程以及先进设计方面加大投入。
 
中国的功率半导体市场体量巨大。中国有全世界功率半导体最大的单一市场，2019年中国半导体进口额达到3000亿美金，其中功率器件占大概10%， 达到300亿美金，这是一个非常巨大的市场，主要由欧美厂商占据，大陆企业是有相当机会与国际对手竞争，争取自己的市场份额。
 
从应用端来说，三大因素带动功率半导体需求提升。首先，新能源汽车尤其是电动汽车的普及令功率器件的需求大幅提升；其次，国家提倡节能减排，对清洁能源如风能、太阳能的普遍使用，推动功率半导体市场增长；还有，2020年中国的电动汽车的保有量达到了500万台，是世界最大的市场，充电桩，汽车车载充电器，用于驱动电机的变换器，这些部件里面都有大量的功率半导体器件在工作。
 
在华南慕尼黑展上，贵公司带来哪些新品的发布？哪些是贵司在慕尼黑展上重磅产品？

谢丰：瑞能半导体的前身是NXP的Bipolar Power Business line, 作为双极型功率器件的领导厂商，我们持续在技术平台上进行研发投入，可控硅和快恢复二极管都是瑞能的拳头产品，比如高压平面晶闸管，第四代和第五代的快恢复二极管，低导通压降高效率的整流桥，这些都是我们新近推出的重点产品。
 
除了传统的硅基器件，公司积极在第三代半导体碳化硅进行积极布局。作为碳化硅器件的国内头部厂商，瑞能的SiC MPS 二极管产品在国内的出货量明年前茅，稳定性好、效率高，低存储电荷的优点，质量和性能与欧美厂商的保持一致。市场上对开关器件的需求不断增加，我们将在年底推出第一代SIC-MOSFET的产品，性能达到了国际厂商的主流水平。
 
在消费电子领域，家电变频化为功率半导体带来庞大增长市场，快充又带动了MOSFET需求，中国5G新基建带动数据中心和基站端功率器件需求，瑞能半导体如何捕捉这些市场的增量机会？
 
谢丰：2020年，空调能效新国标来了。新标准的实施将使目前的定变频市场淘汰率达到45%，2020年能效将提升14%，到2022年将提升30%。家电变频化或者全变频化是行业发展的趋势，由此也给功率器件厂商带来了新的发展机遇。
 
瑞能的快恢复二极管得益于先进的载流子寿命控制技术，具有损耗低，开关特性好，能降低电磁干扰等特点，在空调的PFC以及逆变电路中扮演了重要的角色，能很好的适用于空调工作频率高频化的设计趋势。
 
同时我们也看到，家电厂商在新能效的要求下，逐步开始考虑使用第三代化合物半导体。家电是一个成本敏感行业，过去考虑到成本因素，家电并不会导入最新的技术，但是随着技术的进步以及市场需求，家电厂商逐步认识到了新技术所能带来的额外的附加值，比如使用SiC后，设备的工作频率可以从传统的20kHz/40kHz 提升到70kHz~120kHz, 虽然碳化硅相对Si 器件来说价格提升，但是整体的系统效率提升以及周边器件的成本节约所带来的好处远远大于单个器件的成本变化。我们相信在今年年底，消费者就能看到使用瑞能碳化硅产品的空调投放市场。
 
通讯行业的变化加速，5G新基建推进带动基站的大规模部署，5G商用带动应用端和消费端的兴起。2019年，中国5G基站总数达到13万个，2020年，截至9月份，5G基站总数达到69万站，预计到2025年，我国5G基站将全部建设完成，预计将达到816万个。5G因为其工作频率高，波长短，覆盖面积小的特点，需要更高密度的基站布局以及高的发射功率，对5G通讯电源的输出功率，功率密度，散热能力和可靠性有了新的要求。
 
据华为公司的分析，5G通讯电源的功率比4G要提升了68%，为了满足功耗的要求，我们看到碳化硅器件在5G电源中已经有了普遍的应用，这得益于其作为第三代化合物半导体器件的优秀的高温稳定性，良好的散热能力，极低的开关损耗。瑞能半导体过去8年一致在碳化硅领域积极布局，持续投入，目前在5G电源的头部客户处得到了广泛的使用。
 
第三代半导体材料方兴未艾，碳化硅功率器件应用领域众多，其中在充电桩、新能源汽车领域最具发展前景。贵公司2020年在碳化硅产品中有哪些明星产品和解决方案得到客户青睐？其主要性能和优势体现在哪些方面？
 
谢丰：自2018年开始，碳化硅器件开始被市场广泛使用，2020年碳化硅发展进入拐点，一方面源自厂商的持续投入，带来了产品性能，质量和可靠性的提高以及成本的降低；另一方面客户认识到碳化硅器件对应用效率和稳定性提升的巨大好处，在大量的应用上使用，尤其是家电厂商开始使用后，其巨大的市场需求量将给碳化硅带来量变到质变的根本性转变，使碳化硅这个新兴的半导体门类在性价比上走上了良性循环，整个市场生机勃勃。
 
碳化硅二极管是目前应用最广泛的碳化硅产品，瑞能半导体能提供全系列的从650V到1200V的产品，具有高效率，低存储电荷，高温稳定性的特点，全部产品都通过了JEDEC要求的1000小时的可靠性验证，部分产品更是达到了AEC-Q101汽车级的要求。新推出的银烧结工艺的DFN8x8封装的SiC 二极管具有热阻低，功率密度高，满足RoHS无铅工艺要求的特点， 在高功率密度要求的5G通讯电源，服务器电源中已经大量出货。
 
瑞能积极布局在电动汽车上使用的SiC器件。充电桩上，瑞能的碳化硅二极管因为高稳定性，高可靠性以及高效率已经被众多客户批量使用。车载充电器OBC是公司看重的应用，随着OBC的设计从传统的单向向双向转换，功率密度从3.3KW/6.6KW提高到10KW以上，甚至可以达到20KW，SiC-MOSFET + SiC Diode将会是将来应用的主流，瑞能在汽车级的碳化硅器件研发的路标已经清晰定义，汽车级的SIC-MOSFET和SiC-Diodes器件都会在不久的将来批量推向市场，并和一些头部客户在讨论深入合作。
 
2020年，在国内供应链安全受到威胁情况下，下游客户增加国产供应商份额，这给瑞能半导体电子带来了哪些市场机会和产品技术升级的空间？你认为贵公司在国产替代浪潮中遇到的最大挑战是什么？
 
谢丰：2020年大家讨论最多的是怎么保障供应链的安全。对市场所有玩家，这既是威胁也是机遇。瑞能半导体作为立足于中国的国际品牌，我们扎根在中国，但是面对国际市场，很多以前很保守的客户为了供应链的安全，也向国内企业打开大门积极引入新品牌，这给了我们很多的机会来扩大自身的市场份额。
 
可靠，高效，创新，这一直是瑞能半导体产品导入的方向。继承了NXP时代所建立起来的质量管理体系，瑞能提供高可靠性的产品，我们产品在市场端一直反馈良好，瑞能这个品牌就代表了我们对质量的承诺；高效不仅代表我们产品在应用端电路上的高效率，还代表了我们整个供应链运转的高效率。今年因为新冠疫情的影响，很多供应商都拉长了lead time, 但是瑞能得益于高效的供应链管理反而是在缩短lead time, 很多客户在这一点上对我们是很感激的，不仅帮客户解除了燃眉之急，避免line down的损失，通知也增加了客户对我们的信任，愿意分配更多的份额给瑞能。
 
瑞能公司将创新作为核心竞争力要素，公司对SIC技术的持续投入，对传统Bipolar 工艺的升级比如说第四代第五代快恢复二极管的研发，以及智能整流桥的开发工作，都是在为未来公司提高竞争力，扩大市场份额所作的积极准备。
 
机遇和挑战并存。我们清晰地看到在功率器件这个门类，目前还是欧美以及日本厂商占有主导地位。功率器件不同于集成电路，他没有通常大家说的比如28nm, 14nm,7nm这种标准平台，他需要各公司根据产品建立特色工艺平台，需要更多的生产工艺的调整优化来配合自己产品的设计。怎么做到器件更可靠，效率更优，成本更低是所有功率半导体厂商的追求，这就需要大家持续的投入，在这些方面我们相比于国外厂商比如英飞凌，ST, On-Semi, 三菱还是有相当的差距。
 
在产品门类上，国内半导体企业也不像国际公司那么齐全，比如瑞能半导体在可控硅这个细分市场是属于领先企业，但是对于MOSFET领域来说目前还不具备，如何能让丰富公司的产品组合，成为一个产品门类齐全的功率半导体企业是瑞能目前遇到的最大挑战，瑞能半导体公司的各项研发投入已经在朝着这个方向在稳步推进。
 
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