近年来，出于维护供应链稳定及安全的需要，国产替代已经逐渐成为半导体行业的一个主要趋势。2023年，尽管全球消费市场呈现下滑，但由于国产替代持续深化，国内的半导体行业仍然具有强大的发展潜力。就功率半导体而言，得益于2021年和2022年全球货源紧缺，为国产品牌创造了许多机会进入一线客户。现阶段，从IGBT、MOSFET到SiC和GaN等宽禁带半导体，都开始陆续出货。今年对于国内功率半导体企业而言，将是他们的产品从质量到性能在市场中得到真正考验的一年。
与此同时，中国大陆近几年在晶圆制造业上的投资逐年攀升，投产运营和在建的12英寸功率半导体晶圆生产线数量不断增加。目前，包括华润微、士兰微、闻泰科技、重庆万国半导体和粤芯半导体等行业佼佼者纷纷发力，竞相布局12英寸功率半导体生产线。相较于8英寸晶圆芯片制造，12英寸晶圆芯片制造在技术、成本和未来发展方面有更大的优势，12 英寸晶圆的扩产已成为行业主流。
其中，乘着国产替代的快车，重庆万国半导体凭借其前沿的12英寸功率半导体产线布局，随着其产能的稳步释放，现已初显锋芒。2023年，面对总体市场的逆风和消费市场的疲软，得益于其持续的产能扩张、新客户的持续涌入以及订单的逐渐增多，重庆万国半导体的营收呈现稳健的态势。“今年，我们通过独立拓展客户和优化出货策略，进一步优化了产品收入结构。”万国半导体如是说。
尤其令人关注的是，万国半导体在2019年其封装厂获得IATF16949认证的基础上，2023年又完成了晶圆厂的IATF16949认证，更令人振奋的是，万国半导体今年首颗IGBT产品的量产出货，这为其进一步的市场拓展奠定了坚实的基石。而在大有可为的SiC和GaN等新兴领域，万国半导体也有着长远的规划。
功率半导体国产替代进入深水区
“今年将是国产功率半导体进入深水区的一年”。万国半导体李经理告诉笔者。
近年来，受益于新能源汽车和充电桩、光伏逆变及储能、服务器及数据中心等市场领域的快速发展，尤其是电动汽车领域，中国已经在全球独占鳌头。如IGBT和MOSFET这类功率器件产品已经开始被国内企业广泛替代。而在过去，这些领域几乎都是由国际品牌主导。
功率器件隶属于半导体分立器件，其是半导体行业中的一大重要分支。据国家统计局规模以上工业统计数据显示，近几年来，在整体半导体行业的主营业务收入中，分立器件行业占据的比重在22%-25%之间。半导体功率器件又是带动中国半导体分立器件市场加速增长的主要动力。
而且相比其他类半导体，功率半导体器件差不多每隔二十年才进行一次产品迭代，迭代周期相对慢，每一代芯片都拥有较长的生命周期，这种特性为国内功率企业提供了充裕的时间窗口，也促使功率半导体成为国产化大将中的一员。
按器件结构来看，功率器件的种类繁多，可分为二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT、SiC/GaN 等。在这些功率器件中，又以MOSFET和IGBT占比最大。
据Yole的统计及预测，到 2026 年，全球MOSFET市场总规模预计将达到 94 亿美元，2020年至2026年复合增长率达3.8%。据中国半导体器件行业现状深度分析与未来投资预测报告数据，2023 年中国大陆地区 MOSFET 市场规模将达到 56.6亿美元，同比增长4.8%。
根据Omdia的统计和预测，全球IGBT市场规模2024年预计达到66.19亿美元，2020-2024年复合增速约为5.16%；中国IGBT市场规模2024年预计达到25.76亿美元，2020-2024年复合增速约为 4.34%。
2023年，即便全球消费市场受到压制，国产替代的深化特别是功率基建，还是为国内的半导体功率行业提供了强大的机会。考虑到国际品牌目前在市场上的份额为70%，国产品牌只有30%，万国半导体认为在未来还有很大的增长空间。
值得关注的是，万国半导体李经理告诉笔者，国内的大型和中型客户对国产品牌的接受度比过去明显提高，功率半导体国产替代的趋势正在快速发展。
完成车规级功率半导体12英寸Fab及AT生产闭环，重庆万国挺进汽车功率半导体
近日，重庆万国半导体的12英寸功率半导体Fab通过了SGS IATF 16949体系认证。放眼国内整个功率半导体产线，12英寸生产线本就不多，再加上其车规级的认证，其稀缺性与价值显而易见。此外，重庆万国半导体的封装测试厂早于2019年便通过了SGS IATF 16949体系认证，至此重庆万国半导体便构成了其对于车规级功率半导体12英寸Fab及AT量产生产能力的闭环搭建，具备了向市场提供全链条车规级功率半导体成熟产能的条件。
数年的技术研发与积累，使得万国半导体在诸如晶片背部减薄、翘曲度控制及背金工艺稳定性等关键技术环节，掌握了不少行业独到之处。而此次通过16949车规认证之后，也预示着万国具备向更高端、更严格的车规级功率半导体市场进军的能力。
据万国透露，目前公司已有10颗车规功率MOSFET产品在设计当中，对标国际一线品牌，而且已经有产品正在上车。从晶圆、封装到设计，而且完全针对车规，万国半导体可以说走在国内前列。
至于万国在车规功率半导体上优势，李经理提到了四点：首先，拥有的国产品牌身份，为公司带来了天然的市场优势；其次，得益于12寸晶圆厂的加持，万国产品在成本效益上的领先比较明显；再者，技术上，万国半导体的晶圆制造均为厂内完成，外延、背金减薄等工艺达到国际水平。此外，万国针对汽车电子高可靠性要求，特别针对汽车电子专用封装设计与生产，产品性能上与国际大牌企业并驾齐驱，毫不逊色。具体到技术指标方面，目前我司超级结MOS平台、SGT MOS平台在单位面积导通电阻、漏极击穿电压、pitch、优值等方面具有技术领先性；最后，与其他国内厂商相比，万国在服务响应速度、供货保障方面也具有显著优势。
眼下，重庆万国的生产能力已经攀升至每月1万片Fab产能，并且正处于稳健增长的快车道上。他们的远景目标是在接下来的3-5年内，达到每月5万片12英寸功率半导体晶圆的强大生产力。随着12英寸生产线的稳定释放，万国半导体长期稳定且充沛的产能优势将进一步凸显。
第一颗IGBT产品量产出货，关键指标比肩国际水平
在MOSFET技术领域深耕并建立坚实基础后，万国半导体迅速向IGBT技术拓展。经历了2021年底至2022年初的独立转型，重庆万国坚定地将拉通12英寸IGBT产线定为其重要目标。
因为自有Fab厂和封测产线，万国的IGBT研发之路非常顺利且迅速。据万国的介绍，公司的IGBT产品从去年开始着手布局，基于去年的设备和机台，目前其第一颗IGBT产品已经研发成功并开始走量。在诸如饱和导通压降、开关损耗及电流短路能力等关键技术指标上，该产品展现了与市场上主流产品不相上下的竞争力。该产品将于今年年底达到大规模量产。
围绕IGBT技术，万国主攻两大产品平台：一个是针对变频器或电机驱动，这类应用场景对IGBT的可靠性较高，短路能力强，鲁棒性高；二是针对PFC或新能源产业应用中高频、高可靠性、高短路能力产品，其中对IGBT的开关损耗要求尤为严格。
有了第一颗IGBT的从0到1，万国正在朝着1-100的方向上快速迈进。功率半导体属于特色工艺产品，更加看重结构和技术改进以及材料迭代，不依赖尺寸的微缩。所以，万国半导体也在朝着更先进的工艺结构上奋进。
短期而言，万国短期内将于今年内完成更多产线扩建项目，进一步升级其IGBT工艺，达到先进水平。预期IGBT工艺平台将涵盖650V至1200V的多种电压平台，进一步打开家电、工业、光伏、新能源汽车等应用领域。而长期视角下，到2026年，万国计划进一步提升技术水平，扩展至1700V、3300V乃至6500V的电压范围，达到国际顶尖水平，重点服务风电发电、太阳能、交通牵引及工业电机等核心应用领域。
硅基功率半导体长期优势依然在
近年来，SiC和GaN等这样的宽禁带半导体凭借诸多的优势博得了大众的眼球。在谈及硅基的功率半导体产品与SiC和GaN的竞存关系时。李经理坦言，IGBT和SiC重合的多一些，GaN则与MOSFET会有所竞争。但是IGBT和MOSFET的长期优势依然存在。
具体来看，SiC可能替代IGBT 1200V或更高电压及更高频率且能效要求更高的应用。但是IGBT经过几十年的发展，技术非常稳定，而且产业链非常成熟，随着中国在IGBT领域近些年的突破，国内厂商会将IGBT产品的性价比推到极致。所以在一些对性价比和稳定性要求高的场景，IGBT仍具有很大的优势，在这些领域，IGBT将很难被替代。而这种场合反而是占据70%的市场，比如说家电、电动汽车等领域目前还主要是以IGBT为主。
SiC则会在风电、太阳能发电，高性能电动汽车以及大功率充电桩等高压、高频领域具有优势。虽说电动汽车正在大幅采用SiC，但电动汽车说到底还是一个消费品，它会对成本比较敏感，这也是为何特斯拉今年会宣布减少SiC采用的原因之一。
所以IGBT和SiC将会共存很长一段时间，就像IGBT当年横空出世替代晶闸管、三极管一样，走过了10年-20年之久。
GaN主要是替代MOSFET，GaN最大的机会会是700V或650V以下的一些高频和高功率密度的一些应用。比如，现在的快速充电器、汽车的OBC、DCDC中，已经开始有GaN的身影。未来随着云计算和AI服务器的建设，GaN会发挥越来越重要的作用。但是在手机、笔记本等最大的消费类应用上，MOSFET还是有较大的生存空间，因为在性价比、成熟度和稳定性方面，MOSFET现阶段还是有着很大的优势。
因此，万国将一方面在MOSFET和IGBT这样成熟的道路上稳扎稳打，另一方面，也会积极拥抱SiC和GaN等这样的宽禁带半导体新兴市场。
结语
硅基功率半导体市场发展方兴未艾，尤其是在国产替代的大背景之下。随着重庆万国首款IGBT产品的成功研发及大规模量产，加之12英寸Fab成功获得车规认证，重庆万国在功率半导体领域拥有着巨大的发展空间和积极前景。
