半导体

半导体是一类电阻介于导体和绝缘体之间的材料。半导体的电导率在导体和绝缘体之间,可以通过外部电场或温度改变而调控。半导体材料在现代电子学和计算机科学中起着至关重要的作用。 半导体技术的发展推动了现代电子设备的创新,对信息技术和通信领域有着深远的影响。

引言与说明

现有的制冷技术可以分为两大类,第一类是较为传统的压缩气体制冷技术,主要特征为使用易压缩气体作为热介质,利用气体变化实现热量转移,常见的工作气体有氨气、二氧化碳、氟利昂等,这些气体泄露后会造成大气环境污染。第二类则为近些年来新兴的清洁制冷技术,常见的有半导体制冷技术和磁制冷技术,半导体制冷又称为温差电制冷,是一种发展较为成熟的新型制冷方式。

现有的国产新冠疫苗,保存温度大都在2-8℃之间,其他常见疫苗也保存在这个温度区间,例如,狂犬病疫苗、百白破疫苗、甲肝疫苗、脊髓灰质炎糖丸、麻疹疫苗等。

本课题设计了一款用于保存疫苗的半导体制冷设备,硬件系统包括主控电路、制冷电路、开关检测电路、显示电路、照明电路等模块;软件系统包括主程序、DS18B20传感器驱动函数、LCD屏幕驱动函数、开关检测函数、PID算法函数,制冷片控制函数等部分。

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图 制冷系统结构图

主控芯片

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处理器内核:ARM Cortex-M0架构,支持MPU,支持用户/特权模式,64MHz主频,SWD接口,24bit Systick定时器。  

低功耗平台:典型运行功耗130uA/MHz@48MHz,Sleep模式3.3uA typ,DeepSleep模式,RTC走时+全部RAM保持+CPU内核保持,1.5uA typ。 

大容量储存器:256KB Flash空间,32 KB RAM,100000次Flash寿命,自带用户代码保护功能。 

丰富的模拟外设:高可靠、可配置BOR电路,超低功耗PDR电路可编程电源监测模块,3个低功耗模拟比较器,12bit 2Msps SAR-ADC,12bit 1Msps DAC,内置基准电压产生电路,高精度温度传感器(±2℃)。  

通用通信接口:5个UART接口,3个LPUART接口,1个7816智能卡接口,3个主从模式SPI,1个主从模式I2C,1个CAN2.0B接口,7通道外设DMA,可编程CRC校验模块。 

定时器资源:一个16bit高级定时器,最高PWM分辨率120MHz,3个16bit通用定时器,1个32bit基本定时器,1个16bit基本定时器,1个24bit Systick,1个32bit低功耗定时器,1个16bit低功耗定时器,2个看门狗定时器,一个低功耗实时时钟日历(RTCC)。 

LCD资源:芯片内部集成LCD接口,最大支持4COM×44SEG/ 6COM×42SEG/ 8COM×40SEG三种显示方案,支持休眠显示。

传感器工作介绍

本设计使用DS18B20温度传感器。该传感器由DALLAS公司生产,工作电压为3.3~5.5V,温度测量范围为-55℃~125℃,温度测量精度为1℃,分辨率有多种选择,分别对应多种采样时间,如下表所示。

DS18B20分辨率和采样时间

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根据传感器芯片手册编写驱动代码,分别有:复位函数、写入函数、读取函数;各函数结构如下:

复位指令:480-960us拉低+15-60us拉高+回传60-240us低电平

读取指令:1us拉低+15us后读取

写入指令:1us拉低+15-60us中读取

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图 DS18B20复位时序

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图 DS18B20读取时序

根据时序图的要求,我们采用延迟函数实现电平的延迟,采用GPIO设置函数实现电平的设定。在完成基础函数的搭建后,根据DS18B20传感器的工作要求,即可实现温度数据的获取。

人机交互界面介绍

根据FM33LG048芯片内置的LCD显示接口,本设计采用四端口模式来实现人机交互,通过连接4个控制端口(设计采用PA0-PA3),25个数据端口,将温度数据发送到显示屏上,实现数据的可视化。

温度控制介绍

本设计采用位置型PID算法调节温度,共有三个环节分别为:比例控制环节、积分控制环节、微分控制环节。

比例控制(P,proportion):能够成比例控制偏差信号。当出现偏差信号时,偏差信号和比例增益一起产生作用,因而可以提高系统的反应速度。的大小会直接影响系统稳定性,当参数过大时,系统反应速度会明显提高,但是超调量会增加,很容易产生振荡。当参数过小时,系统反应速度慢且调节效果差,造成大量资源浪费。因而,单纯的比例控制并不能获得稳定的效果,需要加入积分微分环节。

 

积分控制(I,integral):能够减小系统的稳态误差和静态误差。当出现偏差信号时,积分环节始终会发生作用。参数决定了积分作用的强弱,的大小和积分作用呈反比关系。在积分时间充足的条件下,积分控制可以完全消除静态误差。但是积分控制和比例控制一样,作用太强也会产生超调震荡。

微分控制(D,differential):能够减小系统的动态误差。当出现偏差信号时,微分环节能够给出修正信号,避免偏差信号快速变大带来的调节失效。参数决定了微分修正的大小,当过大时,系统误差变化赶不上修正变化,会产生震荡现象。当输入没有变化时,微分控制不起作用,因此需要和比例控制、积分控制一起使用。

PID控制器具有三者的优点,比例控制器可以提高反应速度,积分控制器消除静态误差、微分控制器预判系统误差发展趋势,选择合适的、、可以实现快速调节输出量。

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图  温度输出函数流程图

创新点

1、采用国产单片机芯片FM33LG048完成了半导体制冷系统设计,并制作实物设备完成性能检测实验。

2、开发基于FM33LG048单片机的DS18B20传感器驱动代码。

3、提出不同的使用场景下的制冷方案,从而为不同需求的用户提供个性化方案。

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图 系统制冷测试状态(红色LED为继电器吸合指示灯)


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图 LCD全显示状态图

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图  主程序流程图

来源:复微MCU爱好者天地

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围观 25

作者:电子创新网张国斌

1月26日,有关美国美光科技解散100人左右规模上海研发中心DRAM设计团队并挑选了40多位核心研发人员移民美国的消息在坊间发酵,我们该如何看待外资半导体有序撤离在华研发力量?这里谈谈我的看法。

“如何看待外资半导体有序撤走研发力量?"

其实,外资半导体有序撤离研发人员并不是从美光科技的,最早的从2018年,2019年就开始了,这也是美国科技力量脱钩中国的一个部分,例如我们熟悉的MCU领域领军企业NXP ,就在2019年左右将本地产品定义和研发权利收回到总部,导致本土研发人员沦为FAE服务人员,当然这批优秀的研发人员后来一部分加盟了一些本土MCU优秀企业,助力本土MCU在2021的国产替代大潮中快速发展,另外一些人则选择了自主创业,他们的经验让本土MCU走向高端,例如研发高端RISC-V MCU的上海先楫半导体的HPM6000系列RISC-V通用MCU产品填补国内高端MCU的空白。再往远处看,当年三星解散中国MCU团队,这个团队成了深圳爱普特微电子的班底,爱普特微电子的RISC-V MCU也成功打入高端领域,成为美的微波炉的唯一一供,所以,外资半导体撤走研发未必是坏事,目前本土公司已经在产品研发上他度过了从0到1 的阶段,现在是从1到100 ,从1到1000发展,他们撤走研发,这些本地研发人员正好可以为本土公司所用。

就以DRAM为例,自从合肥长鑫成功量产自有品牌DRAM之后,三星的存储厂就很少发生火灾了,因为它再想通过这种手段左右市场的把戏已经落空了,近日,我竟然收到了一位师弟的信息,要大量出售三星14nm Nand Flash晶圆,其数量之大,让人怀疑是不是存储产能过剩导致崩盘?

“如何看待外资半导体有序撤走研发力量?"

诚然,三星、美光科技等在DRAM领域积累了相当多的专利,据称日美韩相关专利有10万多个,而我们长江存储、合肥长鑫等加起来也不到1000个,专利会成为阻碍本土公司发展的绊脚石,但是从存储器发展来看,不是只有那几家头部企业拥有专利存储专利,实际上,英特尔,IBM等都有存储器的专利,可以通过授权方式获得专利。

此外也可以从其他方式获得专利许可,2021年10月,美国专利运营公司Xperi宣布其已与中国存储器制造商长江存储签署了一项许可协议。该协议包括与Xperi的直接键互连(DBI)混合键合技术相关的半导体知识产权的基础组合,以用于其3D NAND产品之中。Xperi全资子公司Invensas总裁克雷格·米切尔(Craig Mitchell)表示:“Xperi 的 DBI 混合键合是当前和未来几代高性能、大容量3D NAND闪存的关键使能技术,我们自豪地向长江存储提供我们的基础知识产权组合,并期待进一步扩大我们的合作关系。”

据悉,混合键合3D集成技术正越来越多地应用于各种半导体器件,如传感器、存储器和逻辑器件,以便在降低尺寸和成本的同时增强性能和功能。在3D NAND应用中,DBI混合键合技术使存储器阵列和逻辑电路能够被分解,从而允许为每个芯片使用最佳的晶圆工艺节点。

还有,曾经三星也是存储器的后来者,它可以后来居上,为什么本土公司就不能?关键是资金和人才的持续投入,自从进入存储器领域以后,三星持续不断投资,2021年8月26日 三星还宣布投资2050亿美元在14纳米以下DRAM(动态随机存储器)和200层以上V-NAND闪存等,开发系统存储器尖端工艺。

对于我们本土公司来说,目前资金已经不是问题,最缺的还是人才,真心希望外资企业的一些核心员工能留下来,当然我不想用爱国来道德绑架这些员工,去留是自己的选择,不过即便到美国,出于安全考虑,华裔工程师还是很难升到高级职位的,而如果留在中国则可以在新兴公司中获得大发展。

集微网报道称据一位前美光员工透露,美光的DRAM设计团队此前有一大波人员流失至国内的本土IC设计公司和存储大厂,这倒是一个好结果。

我们有全球最大的半导体应用市场,只要存储产品不断被应用,则通过迭代可以快速升级,就如同当年汇顶的指纹芯片一旦被手机厂商采用就迅速迭代升级,一年就把指纹领域的老牌王者FPC赶出了市场,这样的传奇也可以在其他领域上涨,因为我们有个法宝就是迭代升级,我们的迭代速度要远远快于国外厂商。

看看长江存储的NAND闪存目前已经进化到第三代,它自己也打造了致钛系列原厂SSD,先后发布了PC005 Active(M.2)、SC001 Active(SATA)、木星10(移动SSD),性能、性价比都属于第一梯队。

“如何看待外资半导体有序撤走研发力量?"

12月29日晚,长江存储宣布原厂SSD品牌更名为“致态”,同时正式发布了旗下首款PCIe 4.0 SSD,型号为“致态TiPro7000”,性能、温度表现都是顶级的存在。性能方面,顺序读写最高可以跑到7.4GB/s、6.7GB/s,4K随机读写最高则是85万IOPS、105万IOPS。即便是512GB容量版本,也可以分别做到6.9GB/s、2.7GB/s、55万IOPS、70万IOPS,这些性能已经进入主流行列,不过本土厂商的价格还缺乏竞争力,随着出货量的增加,良率的提升,这个成本应该可以降下来。

不过,虽然有一些外资厂商将研发力量撤出中国但是也有一些外资企业选择在中国大发展,他们不断扩大在华的研发力量,也跟 本土企业有更好地合作,例如EDA龙头新思科技就不断扩大中国研发团队,同时也跟多家本土EDA厂商如芯华章、芯耀辉、芯和半导体等密切协作共同发展,例如新思和芯和半导体就一起开发3DIC工具,应对摩尔定律的挑战,大家可以看看这个小视频了解详情。

“如何看待外资半导体有序撤走研发力量?”

半导体是需要全球协作的,外资公司离不开中国的大市场,中国也需要外资半导体的先进技术,单方面的脱钩只是害人害己的行为,最后,用毛主席年当年《别了,司徒雷登》的一段话来结束本文:

美国确实有科学,有技术,可惜抓在资本家手里,不抓在人民手里,其用处就是对内剥削和压迫,对外侵略和杀人。美国也有“民主政治”,可惜只是资产阶级一个阶级的独裁统治的别名。美国有很多钱,可惜只愿意送给极端腐败的蒋介石反动派。现在和将来据说很愿意送些给它在中国的第五纵队,但是不愿意送给一般的书生气十足的不识抬举的自由主义者,或民主个人主义者,当然更加不愿意送给共产党。送是可以的,要有条件。什么条件呢?就是跟我走。美国人在北平,在天津,在上海,都洒了些救济粉,看一看什么人愿意弯腰拾起来。太公钓鱼,愿者上钩。嗟来之食,吃下去肚子要痛的。

我们中国人是有骨气的。许多曾经是自由主义者或民主个人主义者的人们,在美国帝国主义者及其走狗国民党反动派面前站起来了。闻一多拍案而起,横眉怒对国民党的手枪,宁可倒下去,不愿屈服。朱自清一身重病,宁可饿死,不领美国的“救济粮”。唐朝的韩愈写过《伯夷颂》,颂的是一个对自己国家的人民不负责任、开小差逃跑、又反对武王领导的当时的人民解放战争、颇有些“民主个人主义”思想的伯夷,那是颂错了。我们应当写闻一多颂,写朱自清颂,他们表现了我们民族的英雄气概。

多少一点困难怕什么。封锁吧,封锁十年八年,中国的一切问题都解决了。中国人死都不怕,还怕困难吗?老子说过:“民不畏死,奈何以死惧之。”美帝国主义及其走狗蒋介石反动派,对于我们,不但“以死惧之”,而且实行叫我们死。闻一多等人之外,还在过去的三年内,用美国的卡宾枪、机关枪、迫击炮、火箭炮、榴弹跑、坦克和飞机炸弹,杀死了数百万中国人。现在这种情况已近尾声了,他们打了败仗了,不是他们杀过来而是我们杀过去了,他们快要完蛋了。留给我们多少一点困难,封锁、失业、灾荒、通货膨胀、物价上升之类,确实是困难,但是,比起过去三年来已经松了一口气了。过去三年的一关也闯过了,难道不能克服现在这点困难吗?没有美国就不能活命吗?

“如何看待外资半导体有序撤走研发力量?"

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围观 29

半导体经过近百年的发展后,目前已经形成了三代半导体材料。第一代半导体材料主要是指硅、锗元素等单质半导体材料;第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料,如砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是 SiC 和 GaN。

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图1 SiC 和 GaN应用领域区隔

和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有宽的禁带宽度,高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。为了追求更小的器件体积以及更好的性能,功率器件厂商逐渐推进下一代技术方案的 SiC 和 GaN 基MOSFETs。

回顾2021年,有两件大事震惊业界,一个是“芯片荒”席卷全球,一个是新能源汽车高速发展!这两件事还交织出一个更热的事就是SiC 器件在新能源汽车迅速普及,得益于特斯拉Model 3 率先采用 SiC,开启了电动汽车使用 SiC 先河,2020 年比亚迪汉也采用了 SiC 模块,有效提升了加速性能、功率及续航能力,随后,丰田燃料电池车 Mirai 车型搭载了 SiC,功率模块体积降低了 30%,损耗降低了 70%!一场SiC上车运动拉开大幕!目前头部的SiC功率器件厂商已与车企建立紧密联系。如意法半导体与特斯拉、三菱、日立合作;英飞凌与现代、小鹏、大众合作;Wolfspeed与大众等合作;罗姆与吉利等合作;安森美与奔驰、奥迪、蔚来合作。

据Trendforce集邦咨询预测,全球SiC功率器件市场规模将从2020年的6.8亿美元增长至2025年的33.9亿美元,年复合增长率将达38%,其中新能源汽车的主逆变器、OBC(车载充电器)、DC-DC(电源模块)将成为主要驱动力,或在2025年占据62%的市场份额。

在SiC功率器件厂商中,排名前列的基本都是国外厂商,据Yole数据,Cree,英飞凌,罗姆,意法半导体占据了90%的市场份额。国产厂商已有不少推出了碳化硅二极管,但具有SiC MOSFET研发和量产能力的企业凤毛麟角,能上车的更是少之又少。

不过近日笔者获悉杭州派恩杰半导体有限公司(简称派恩杰)SiC MOSFET产品已经在新能源汽车OBC应用验证取得了重大突破,获得了新能源汽车龙头企业数千万订单,并已开始低调供货。

派恩杰之所以能迅速反应市场需求源自于其公司独特的全球战略布局,早在2018年就紧锣密鼓布局车规级半导体芯片,才能在大规模缺货的情况下独占鳌头。据公开资料显示,派恩杰自成立之初就按照车规级标准研发设计碳化硅功率器件,合作的代工厂也是有30年车规的全球首家提供150mm SiC工艺的X-FAB。高标准的产品品质,帮助派恩杰在全球半导体行业缺货的大背景下紧抓发展机遇,率先顺利“上车”。

近日,派恩杰半导体创始人兼总裁黄兴博士接受了电子创新网等媒体的专访,分享了派恩杰在SiC MOSFET的布局。

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图2 恩杰半导体创始人兼总裁黄兴博士

黄博士是美国北卡州立大学的博士,在美国有11余年碳化硅、氮化镓功率器件研发和生产的经验,他师从IGBT之父B•贾扬•巴利加(B. Jayant Baliga),在Cree / RFMD(Qorvo) / UnitedSiC等有长达十年的SiC&GaN功率器件设计经验。他也是全球首款6英寸碳化硅3300伏MOSFET器件和首个可双向耐压碳化硅结终端结构的发明者之一,他在2018年回国来创业创立了派恩杰。

黄博士表示派恩杰已经计划在国内建立首条车用碳化硅模块的封装产线,以更好服务整车厂和Tire1厂商,此外派恩杰还致力于为光伏、储能等等涉及到功率器件提供工业级产品的支持。

“在碳化硅细分市场,我们希望推动碳化硅上车这个模块产线的建设。因为我们认为碳化硅上车目前核心的、在国内比较缺失的就是碳化硅功率模块。从碳化硅自身高频高速、低功耗的特性来说,碳化硅已不太适合使用以前传统的一些功率模块,像比如以前传统的IGBT封得很好的其实不太适合碳化硅的。碳化硅真正现在在市面上量产比较成功的模块,还是像特斯拉的T pack,还有目前在大众批量应用的一个板桥模块形式。我们现在在国内碳化硅功率模块都是比较欠缺的,因此我们现在想借助我们自己芯片上的先发优势,往后面的模块上继续进行技术的延伸和积累。”黄兴博士指出,“跟国内其他厂商的碳化硅产线相比,派恩杰的产线首先最大的不同是芯片是自己设计的,其次派恩杰对自己芯片行业在工业和汽车上面的应用,积累了大量的数据。第三是我们知道自己芯片的优势和一些特性,在整个模块联合的设计当中,我们会联合芯片上下联动的调校和优化,让模块去适应芯片,在同一个技术传承的公司里面去做会更合适。像英飞凌的模块之所以做得这么成功,跟它自己的碳化硅芯片,IGBT芯片关系非常大。”

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图3 派恩杰的碳化硅和氮化镓产品

此外他还表示派恩杰的模块会使用纳米银焊接的技术,不会去推双面冷却。因为派恩杰认为碳化硅现在的效率,用单面冷却已经足够,为了推更高的,让那个结温可以工作在更高的温度上面,派恩杰会选择在工作高温的一些封装材料,来提高整个碳化硅的工作结温,同时也可以大大提高可靠性的情况。“除了工艺制造端的提升以外,我们更多是在联合上下游从材料的挑选到芯片的筛选,到整个模块,我们会建一整套完整的可靠性数据模型,让我们的模块是符合车规要求的。”他强调。

黄兴博士表示该产线2022年初动工,2022年底会有样品,为了保证产能,派恩杰还跟国内衬底厂做一些优化配合。

在碳化硅应用方面,黄博士表示目前碳化硅在OBC应用很快,“之前有些行业专家还认为随着整个充电桩特别是超快速的充电桩的普及,OBC会从车上拿下来。但目前我们看到这个情况是不会发生的。”他指出,“因为OBC虽然功率比较小,像快充这种充电桩一般都是200千瓦、300千瓦这个体量,而OBC只有11千瓦,最多22千瓦。这个充电速度肯定不能同日而语,OBC作为一个应急的充电方案是给客户在使用电动汽车时提供了一个极大的安全保障,因为你只要220伏的交流插进去,就可以保证车处于充电状态,这是一方面。另一方面,随着电动汽车的普及和应用,它也有作为储能电池往外放电的需求。比如周末开电动汽车去湖边钓鱼,钓到之后我想用电磁炉煮鱼,这时可以反向把充电汽车里面的电放出来,把鱼煮了。所以这方面消费类的属性和客户体验在很多车上,特别是我们了解到欧美市场上,大家对这个东西也是比较看重的,包括我们国内一些车厂把OBC特别是双向的OBC是作为标配,作为标配放在车上的。既然作为双向的解决方案,肯定用碳化硅是最划算的,它跟储能的方案极其类似,能量因为存在着双向流动,就只能用MOS,这是一方面。另一方面,如果你输入是95%,输出也是95%,那么相对综合效率就只有90%,如果你输入有99%,输出99%,相对综合效率则是98%,这个就会好很多。”

他表示在储能领域也是类似发展,从5年前一些龙头企业开始使用,到现在整个OBC也越来越成熟,体积越做越小,成本越做越低。“我觉得现在正是OBC放量的时候,而主驱逆变的话,目前在技术方案上面还有一些争议:到底是沿袭IGBT模块的方案,还是用特斯拉模块的方案,还是用一些什么其它的集成方案?目前在这个方面需要封装模块的方案和车厂进行快速循环、快速迭代验证的过程。我个人认为主驱逆变放量不会那么快,但是我们也看到整个产业链在积极配合往这个方向推动。”他指出。

他指出如果国产的碳化硅MOS要上电驱的话,必须得过可靠性质的考核和产能量的考核这两个难关。而这两个考核目前国内没有一样是具备的,所以从国内整个产业链的优势和特点来说,可能先解决量的问题,就是先保证国内的国产供应链产能,至少工业级的要保证,要把这个产能供起来。慢慢再把可靠性和技术上的要求做上去,这可能是国产供应链上车的一个路径。“当然这里面量的解决核心还是在产量上面,这非常有赖于国内这些碳化硅、衬底材料厂商的发展速度。随着上下游不断的迭代,我估计两三年内也可以慢慢实现。”他指出。

他表示目前从器件的耐压等级来说,派恩杰在650伏、1200伏、1700伏三个电压平台都有器件布局。目前派恩杰主要在汽车OBC上面进行应用的是单管1200伏的碳化硅MOS和650伏碳化硅MOS,这两种耐压器件针对客户的系统电压平台,就是800伏的系统是用1200伏耐压器件,然后400伏的系统是用的650耐压器件。

但他表示由于每个车厂对OBC的定义是不一样的,因此这跟电池具体定义在多少伏有关系,他认为1200V、650V的量都会很大,都会增长,整个行业未来也是会往1200伏这个方向持续增长。

在碳化硅良率方面,他表示目前派恩杰的良率在业内属于一个平均偏上的范围,综合起来我们的良率应该是在80%-90%,不同型号会有所不同。“一般来说,因为碳化硅整个良率失效模式还是衬底里面的缺陷。如果说芯片面积越大,一般良率是越低的,所以说我们很明显的就说像一些中小功率的芯片,良率会在90%以上,功率偏大的,就会往下面掉,这是目前碳化硅原材料这种缺陷所导致的。如果抛开材料缺陷,只谈fab这边的缺陷,我们分析下来fab端的良率应该是99%以上。”他指出。

关于如何解决碳化硅产能不足问题,他指出目前整个产业链来说,碳化硅整体产能限制不是在foundry fab这一端,而是在原材料这一端。比如以CREE产能为例,其等效6寸片的产能大概是一个月6万片左右,一年就是72万片产能,而全球整个原材料的产能是一年不到200万片,但全球整个市场需求是非常大的,仅中国大陆的汽车市场一年就至少需要100万片,而全球加起来应该是远远超过整个碳化硅原材料供给的,但现在碳化硅由于整个产能是失制于原材料端,现在很多产业上扩产不是要更多新建foundry或者fab,而是我们更多去验证推动国产衬底原材料厂商的技术,帮助他们迭代,能够让他的产能释放出来。“像国内一些自己掌握原材料的公司,由于技术原因,目前还有一些改善的空间。后续我们怎么让这些材料达到符合量产的需求,然后把这些产能释放出来,我觉得这才是核心。因为对于6寸片来说,一年100万的产能对任何一个6寸厂来说都不是什么大事。所以从6寸片的产能来说不是问题,关键还是原材料。”

他指出目前派恩杰的技术是对标英飞凌Cool第三代平面栅碳化硅MOS,“我们有客户端的评测,认为我们的碳化硅的性能是全球前三,我们自己在数据和实测上也做了些对比。比如我们这个行业里面评价碳化硅MOS的一个优劣性指标叫HDFM,它就是器件的Rds(on)×器件的Qgd。派恩杰的产品的Rds(on)×器件的Qgd在所有的平面栅技术里面是最好的,在拉通了碳化硅所有芯片当中,我们仅次于英飞凌,整个HDFM指标。也就说我们在所有的开关损耗和导通损耗里面,我们是可以给客户最优的解决方案的,这是性能方面。”他强调,“另外,我们一些抗极限情况,在客户端实测,我们抗极限工况,比如峰值功率、峰值电流和一些雪崩测试,我们现在可以达到相关比较苛刻的工业要求和车规的要求。另外在设计端,我们也有自己的一个迭代速度,从我们目前看到这个行业来说,碳化硅MOS上车主要还是以平面栅的技术在上车的为主,我们也是坚持平面栅技术,并会不断迭代优化,像我们的Rds(on)×Qgd这个HDFM指标越做越小,这样的话我们就可以保持技术上的先进性。”

除了布局碳化硅,在氮化镓领域,派恩杰也有布局,黄博士指出派恩杰在我2019年就已经推出了氮化镓产品,主要应用于消费市场比如手机快充和无线充电。“但我不认为氮化镓目前可以很快地进入车规,因为就算是工业级的一些要求,我们发现氮化镓也还是有些困难的。像比如说工业的电源PSU,工业类的在数据中心里面用的,它就已经对抗雷击的性能要求是比较高的。像比如说一般我们碳化硅应用,它要求要通过2000伏以上的雷击测试,而目前我们发现氮化镓只能做到1000伏,这跟氮化镓自己的抗冲击能力是有关系的。而在消费类应用领域,它对这种极端环境的测试要求没有那么高。所以我认为消费级别对于氮化镓来说是一个相对来说比较合适的市场,而工业的话,可能还需要更多的努力。上车的话,我觉得在短期内是看不到希望的。”

黄博士表示派恩杰自2018年成立一直聚焦在碳化硅MOS上面,从销售业绩来说,派恩杰应该可以说是整个国内碳化硅MOS本土体量最大的,近日获得车企数千万订单也是得益于聚焦。

不过他表示不管从国际的角度来说,像整个全球的角度,碳化硅跟IGBT相比,其整个产业链还是很脆弱的。放在中国来讲这个产业链就更脆弱了,“在这个需求端不断膨胀,而供给端目前还是处在一个技术迭代和技术验证的阶段,很多产能还释放不出来。因此我们面临最大的挑战,就在于要帮助我们材料的供应商去提升他们的能力,但这可能并不是我们自身所擅长的。这给我们对整个供应链的管理,包括培养供应链带来了一些疑问。所以说,我们可能也只能说在战争中学习战争,在不断积累自身核心技术的同时,也要想办法帮助上下游的供应链和客户的一起成长。”他指出,“中国现在最大的一个机遇就是现在碳达峰、碳中和这个总体趋势,毕竟现在已经作为国家的一个重大战略在进行部署。另外就是国家也开始渐渐强调自主可控这方面供应链上的要求,给了本土厂商很大的机遇,派恩杰未来的战略还是抓住最大的增长点,我们认为最大的增长点还是在新能源领域,第一是车,第二是光伏,第三是储能,再往下就是5G或者是数据中心这些行业。我们的战略还是立足于新能源市场,帮助这个市场的客户一起成长,然后逐步从产能保障和整个技术服务上跟客户进行深度的合作,帮助我们快速在这个市场上实现占有率的提升。”(完)

来源: 电子创新网张国斌
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围观 74

对长期产能的投资将进一步提升公司的成本优势并加强对供应链的控制能力

德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)宣布计划于明年在德克萨斯州(简称“德州”) 北部谢尔曼(Sherman)开始建造新的12英寸半导体晶圆制造厂。由于电子产品,尤其是工业和汽车市场的半导体需求预计将在未来持续增长,该北德州制造基地有可能建设多达四个晶圆制造厂以满足逐年产生的市场需求,前两个工厂将于2022年动工。

德州仪器董事长、总裁及首席执行官谭普顿(Rich Templeton)先生表示:“德州仪器未来在谢尔曼工厂制造的12英寸晶圆将用于模拟和嵌入式处理产品的生产。这是我们长期产能规划的一部分,旨在继续提升我们的制造能力和技术竞争优势,满足未来几十年内客户的需求。我们对北德州的承诺超过了90年,这一决定彰显了我们在谢尔曼社区的深度合作和投资。”

预计最早在2025年,第一座晶圆制造厂将开始投产。如果最终该基地的四座工厂全部建成,其总投资额将达到约300亿美元,并可逐年直接创造3,000个工作岗位。

新的晶圆制造厂将加入德州仪器现有的12英寸晶圆制造厂阵营,包括德州达拉斯(Dallas)DMOS6;德州理查森(Richardson)的RFAB1和即将竣工预计于2022年下半年开始投产的RFAB2;以及德州仪器最近收购的位于犹他州李海(Lehi),预计于2023年初投产的LFAB。

关于德州仪器(TI)

德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来一直在做的事。欲了解更多信息,请访问公司网站www.ti.com.cn

“德州仪器(TI)将于明年开始建造新的12英寸半导体晶圆制造厂"
德州仪器位于德克萨斯州谢尔曼(Sherman)的新12英寸半导体晶圆厂的设计概念图; 前两个工厂将于2022年动工,有望逐步建设四个晶圆制造厂
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1875年,大清朝18岁的同治帝去世,年仅四岁的载湉登上帝位,年号光绪。也是在这一年,日本明治时代初期著名发明家,擅长制作机关人偶有“东洋的爱迪生”之称的田中久重也在日本东京也创立了一家工业制造所---田中制造所,1904年在此基础上成立芝浦制作所株式会社。

“东芝的创始人--田中久重"
东芝的创始人--田中久重

1939年,芝浦制作所株式会社与以制作白热电灯泡台灯见长的东京电器合并---改名为“东京芝浦电气株式会社”,简称东芝--新名字分别为原两家公司的开头字。而其英文名也是依照日语的拼音合并而来;To代表日语东的发音,Shiba代表芝的发音。之后,通过一些列收购和扩展东芝成为全球知名的半导体电子大公司。

如今这家146岁的半导体公司依然与时俱进活跃在半导体电子信息领域前沿,在中国提出“3060”双碳目标后,在第四届进博会上,东芝就携行业领先的碳中和方案而来,致力于为中国的碳中和做出积极的贡献。

今天,在东芝展台和他们的技术人员深入交流后,我发现这家公司有深厚的技术底蕴 ,但竟然低调地让人不甚了解它的产品!如果说有人还记得,那一定是80年代电视放的“TOSHIBA TOSHIBA 新时代的东芝”那句广告词。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

不过,东芝确实是有很多好技术的公司。

比如它是NAND Flash的发明者就是我们每部手机里半导体存储单元。

全球第一部笔记本电脑也是东芝在1985年发明的!

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

世界上第一台HDD&DVD录像机、世界上最小的0.85型硬盘、世界上最小的燃料电池、世界上运行最快的电梯……都出自东芝。

在目前双碳减排大趋势下,东芝随便出手就有很多好技术。

一、全程实现CO₂零排放的纯氢燃料电池系统H2Rex™

据东芝(中国)有限公司事业推进部与氢能事业部销售总监张勇董介绍其实在上世纪60年代初,东芝就已开始着手氢能产品的研究开发。H2Rex™是目前全球领先的纯氢能燃料电池系统,不仅发电效率提升到50%-55%,综合能源效率达到95%,寿命也达到了8万小时标准。重要的是,H2Rex™发电时只排放水,不会产生CO₂,从制氢到氢利用的全程都可实现零碳排放。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex系统具有高耐久电堆,设计寿命80000小时。凭借东芝精心研发的燃料电池电堆结构,无需外部加湿设备,通过在电堆内部自动进行加湿、除湿,能够始终处于保持燃料电池电堆性能所需的最佳湿度,从而实现电堆的高耐久性、高稳定性。

同时,可根据发电功率同时控制多台设备的优化控制功能,为多个单元模块所需要的输出功率配备优化控制功能。专用的EMS(Energy Management System)将根据负载以及每个模块单元的最佳寿命,通过优化模块控制,最大限度的提高整体设备的使用效率。除了通常的负荷跟随模式外,还能够与上位的EMS 合作,根据来自EMS的指令进行控制。用户使用的各种成套设备机器与智能手机能够合作进行运用,能够向需求方提供电与热水的最佳能源。

“其实氢能发电在日本已经有很多应用,目前大家在氢的制取、运输、储存上还有顾虑,但是这些环节都是可以通过技术优化的,只要做好优化可以放心地使用氢能。”张勇说,“在我国一些地区,有弃光弃风弃水电现象,而把这些抛弃的电力通过氢储存起来,要比通过电池储能方便的多,而且我国有天然制氢的优势,把这些优势结合可以有力地支持减排,氢能是最环保的能源,现在大家提倡的甲醇还是会排放CO2的。”

实际上,东芝在甲醇开发上也有积累,所以在此次进博会上,东芝与运用甲醇重整技术的燃料电池开发企业——魔氢科技有限公司合作,推出了应用于通信基站的燃料电池系统,为离网地区,以及电力供应困难的山区等地提供无污染、高品质、长寿命的电力、供暖等能源供应。2021年计划供货超过300台。

二、低调的碳化硅领先者

提起碳化硅等第三代半导体很多人会想起罗姆,英飞凌、CREE等企业,其实东芝在碳化硅上是领先的,比如在此次进博会上东芝就展出了自己晶圆厂生产的的3300V/800A碳化硅模块。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

东芝电子元件(上海)有限公司分立器件应用技术部门高级经理屈兴国表示,目前业界能达到这个性能参数的产品并不多,包括一些知名的公司产品。“我们就是太低调了,其实我们的碳化硅驱动更接近MOS,控制方式更简单,不太容易误触发,使用起来更方便。”他强调。“我们会给客户提供模块,我们的碳化硅模块采用银质烧结,可靠性很高。”

目前东芝的碳化硅主要应用在轨道牵引领域,未来也在规划1200伏的碳化硅用于EV电动车领域,以为这个领域需求很大。

对于在大电流、高电压傲视群雄的东芝IEGT--即Injection Enhanced Gate Transistor的简称,是东芝独创的一个名称,其实就是东芝特制的IGBT。他表示未来会向两个方向发展,一个是大电流,会用在输电领域,一个是高电压会用在海上风电。而通过并联或者串联,可以实现更高的电流和电压。

东芝是通过一种压接式封装实现了性能的扩展,压接式IEGT(PPI)通过上下铜板和钼片,直接把芯片压接在内部,芯片内部无引线键合。这种方式可做到双面散热,比单面散热的传统封装方式可靠性更高。在性能上,PPI产品具有四大优势,即内部芯片无引线键合比较容易实现高可靠性;可双面散热从而实现高散热性能;便于多颗器件串联应用;采用陶瓷外壳封装,具有防爆结构。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

据屈兴国介绍,目前,东芝IEGT的PPI封装包括85mm、125mm两种。且每个封装里面都由多颗芯片组成的,并不是整个晶圆,所以在同一封装内对每颗芯片的一致性要求很高。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

三、东芝的锂电池产品SCiB™

锂离子电池改善了人类的生活,2019年诺贝尔化学奖授予了吉野彰、约翰·古德纳夫和斯坦利·威廷汉三位科学家。这三位诺奖得主获奖的研究项目均与“锂离子电池研发技术”有关。鲜为人知的是,在古德纳夫的研究过程中,东芝高级研究员水岛公一也发挥了极大的作用。当时,在东京大学担任助教水岛在约翰·古德纳夫的指导下,从事大容量锂离子电池正极材料的研究工作。在研究过程中水岛发现钴酸锂作为材料的性能表现优异。这一发现为今天实际使用的锂离子电池的基本结构做出了重大贡献。

不过传统的锂离子电子有爆炸的风险,为此东芝推出了第二代SCiB超级锂电池(Super Charge ion Battery)。东芝在这项技术上已潜心研究多年,SCiB电池使用锂钛氧化物阳极、使用钛酸锂(LTO)作为负极材料,在满足容量大、能量密度高需求的同时,还具有安全性高、寿命长、低温性能好、有效SOC※1范围大、快速充电、高输入输出功率等优点。可应用于电动汽车、固定式/工业用电池等场景。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

※1:SOC(荷电状态)。SCiBTM在SOC广泛的运行范围内具有高输入输出功率特性,可以在0%~100%的SOC范围内使用。

SCiB电池有着超快速充电和长寿命的优势,5分钟即可充电90%以上,反复充放电3000次电量退化不足10%。另外,它还具有很高的耐热安全性,高输入输出性能,零下30摄氏度下也能充分放电的耐低温性能等。东芝称SCiB电池采用了新的阴极材料,并采用新的隔离物和电解液,通过新的生产技术,实现了蓄电池的高稳定性,所以使用时不会像锂离子那样有爆炸等问题。

随着锂离子的吸藏和释放,普通锂离子电池的体积会发生5~15%的变化。这种物理体积的变化会损害材料,导致容量降低、寿命缩短。而SCiB™采用的LTO负极材料具有非常稳定的尖晶石型结构,体积几乎不会随锂离子吸藏和释放而产生变化。在环境温度为35℃的条件下进行的实验中也证实了这一点,经过2万多次充放电后,容量仍保持在90%以上。

在这次进博会上,东芝还展示了可实现360度旋转的癌症重离子治疗设备、Matrixeye™超声波焊点检测仪等,都是利用先进的技术提升生活质量,提升工作效率。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

东芝展台展出的重离子癌症治疗装置利用将碳离子加速到光速的70%,形成碳离子射线(=重离子线)的原理,实现对“癌症病灶”的精准放射治疗。同时,采用可实现任意角度照射的小型化超导旋转机架,可避开脊髓和神经等重要器官,进而降低治疗造成的身体障碍和副作用。“中国每年约增加300万癌症患者,远赴国外接受粒子治疗的数量正逐年上升。“东芝(中国)有限公司董事长兼总裁宫崎洋一表示,在中国粒子治疗装置的普及中,东芝将尽全力做出自己的贡献。

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

“这家半导体公司146岁了,竟然领跑了碳中和!!!"

工业生产和交通等安全隐患,也威胁着我们的生命安全。国际劳工组织数据显示,全球平均每天都有86万场事故发生。如何提升生产设备和交通工具安全性能,是东芝长期思考的问题。东芝Matrixeye™超声波焊点检测仪,通过3D超声波图像合成技术、东芝独立研发的开口合成法技术,可以大大提升生产设备和交通工具焊点检测的精准度和效率。

“东芝(中国)有限公司董事长兼总裁宫崎洋一"
东芝(中国)有限公司董事长兼总裁宫崎洋一

宫崎洋一表示:“中国提出的碳达峰、碳中和理念和目标,对于东芝在内的所有企业都是很重要的机会。东芝研发氢能应用技术已有50多年,实现脱碳社会的关键元器件功率半导体也是我们的强项,这将有助于东芝为中国实现碳中和目标提供更加完整、高效的解决方案。”

他表示未来,基于“为了人类和地球的明天”经营理念,东芝将一如既往不断扩大中国的业务发展,进一步深化环境经营,在“创造丰富价值”的同时,谋求“与地球共生”。

注:本文为原创文章,未经作者授权严禁转载或部分摘录切割使用,否则我们将保留侵权追诉的权利!

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作者:电子创新网张国斌

功率器件,通常也被称为电力电子器件,是在电力系统和电气工程中根据负载要求处理电力转换的器件。作为电子领域的核心成员,大功率半导体器件的技术与工艺对整个电力电子产业有着举足轻重的影响。在PCIM Asia 2021展上,东芝电子元件(上海)有限公司分立器件应用技术部门高级经理屈兴国,向我们分享了东芝在功率器件领域的相关进展。

“从东芝功率器件布局,窥半导体企业的立足之道"

东芝IEGT技术,在发展中谋求创新

东芝IEGT,即Injection Enhanced Gate Transistor的简称,是东芝独创的一个名称,其实就是东芝特制的IGBT。上世纪九十年代,东芝率先采用栅极注入增强技术以降低IGBT器件的静态损耗,当时东芝特意为这个名称注册了商标,并将这个名称保护起来。

东芝的IEGT从封装上,可分为PMI模块封装和PPI压接式封装两种封装方式。目前,东芝在IEGT模块上采用业界常用的PMI模块封装,这是一种采用铝碳化硅基板和高CTI的材质,具有更好的散热效果和绝缘性,常应用于风力发电和电力机车等场景。而PPI压接式封装IEGT可以说是东芝首创的一种技术,常用在风力发电、HVDC输配电等场景。

“从东芝功率器件布局,窥半导体企业的立足之道"

压接式封装的IEGT(PPI)通过上下铜板和钼片,直接把芯片压接在内部,芯片内部无引线键合。这种方式可做到双面散热,比单面散热的传统封装方式可靠性更高。在性能上,PPI产品具有四大优势,即内部芯片无引线键合比较容易实现高可靠性;可双面散热从而实现高散热性能;便于多颗器件串联应用;采用陶瓷外壳封装,具有防爆结构。

“从东芝功率器件布局,窥半导体企业的立足之道"

据屈兴国介绍:目前,东芝IEGT的PPI封装包括85mm、125mm两种。且每个封装里面都由多颗芯片组成的,并不是整个晶圆,所以在同一封装内对每颗芯片的一致性要求很高。为了更多的客户可以更快地了解东芝IEGT器件,东芝积极寻求第三方公司合作。据悉,这次展出的IEGT压接模组子单元,就是东芝与雅创、青铜剑三方合作的产品。实际上,除了雅创和青铜剑之外,东芝近年来一直在尝试功率器件本土化。屈兴国透露,早在2018年,东芝就已经在中国寻找意向客户,现在正与中国一家大公司在谈IEGT产品上的合作。

紧随SiC趋势,洞察市场需求

近年来,以SiC为材料制造的功率器件正在逐渐崭露头角,据相关预测,到2023年SiC功率器件市场规模预计将达14亿美元,其主要的市场增长机会在汽车领域,特别是EV、混合动力车和燃料电池车等电动车应用市场。

东芝作为先进的半导体制造商,自然不会错失这次机会。凭借在功率器件领域丰富的研发经验与敏锐的市场嗅觉,东芝洞察到SiC器件即将在电力电子领域发挥的重要作用,通过先人一步的技术布局以及近几年间逐步加大的研发投入,成功在市场需求的上升期实现了SiC功率器件的投产,不仅如此,据了解目前东芝纯碳化硅器件也正在逐步实现量产。屈兴国表示,由于SiC与硅相比耐压性更高,损耗更低,被广泛认为是下一代功率器件的材料,目前其主要应用于列车逆变器中,但随着技术不断发展,今后有可能会在工业设备的各种光伏发电系统和电源管理系统中扮演重要角色。

然而尽管SiC器件备受业界关注,但其可靠性和成本因素仍然阻碍了SiC器件的使用和市场增长。为了提高SiC使用的性价比,东芝也研发了SiC混合模块,即将SiC SBD芯片与IGBT芯片集成在一起,这样可以利用SiC SBD芯片的快速反向恢复和低损耗的特性,增强IGBT的性能,同时降低模块的大小。目前东芝可以提供3300V,1500A的产品和1700V,1200A模块。不过,屈兴国表示,此类产品在国内的推广效果并不理想,因为国内厂商对这种折中方案并不是太认可,国内厂商更关注纯SiC产品,他们希望可以提供最先进的方案,或是成本更低的方案,因此,SiC混合模块只能作为是一个过渡型产品来推广,未来应该会过渡到SiC MOSFET上去。

“从东芝功率器件布局,窥半导体企业的立足之道"

此外,屈兴国也向我们分享了纯碳化硅MOS管的最新研发消息。他表示,碳化硅MOSFET模块1200V/600A双管、1700V/400A双管、3300V/800A双管产品均在开发中,根据规划3300V/800A双管系列产品在今年5月已经有商业样品,并将于今年9月-10月进入量产阶段,首批客户是日本的电力机车客户;1700V/400A双管产品将会第二个发布,主要应用于风电、太阳能等新能源领域;另外,1200V/600A双管产品也大致与1700V/400A双管同期发布,将主要应用于新能源汽车的充电桩。

“从东芝功率器件布局,窥半导体企业的立足之道"

如今,SiC功率器件的发展已成为大势所趋,各大半导体厂商需紧跟市场需求,不断推陈出新,才可立足于长青。

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全球能源需求不断增长,其推动因素包括工业、交通和民用领域的电气化,以及用电设备数量的攀升。这带来了对高能效功率半导体需求的增长。在发电、输电或用电环节都需要用到功率半导体,这样,可以尽可能提高电源电机等用电设备,新能源发电的功率变化和输配电系统的能源效率。业内市场分析机构IHS Markit显示英飞凌科技股份公司为2017年功率半导体全球市场领导者。

英飞凌在包含功率集成电路的整个市场保持领先地位,并实现了整个行业最大的自然增长。在分立器件和模块细分市场,英飞凌已连续十五次蝉联市场第一的殊荣,其市场份额不断增加,现已超过排在第二位的公司市场份额的两倍。在分立IGBT市场,英飞凌市场份额是紧随其后的竞争对手市场份额的三倍多。英飞凌在IPM领域实现新的巨大飞跃:英飞凌市场份额增长了1.4个百分点——超过所有竞争对手。此外,英飞凌的增长速度为39.2%,几乎达到市场(20.1%)的两倍。

功率半导体可助力风电机组和光伏系统实现高效发电及变换,也使得家电、笔记本电脑或数据中心等用电设备效率大大提高,这可以节省资源,并确保能源的可持续性。

  •   整体市场(包括功率集成电路):市场规模424亿美元

市场增长10.1%

英飞凌:排名第一;市场份额12.5%;增长15.1%(+0.5 %-pts)

  •   分立器件和模块:市场规模185亿美元

市场增长13.1%——自2010年以来增长最快

英飞凌:排名第一;市场份额18.6%;增长16.8%(+0.6 %-pts)

  •   MOSFET:市场规模67亿美元

市场增长13.5%

英飞凌:排名第一;市场份额26.4%;增长13.5%(+0.4 %-pts)

  •   分立IGBT:市场规模11亿美元

市场增长15.3%

英飞凌:排名第一;市场份额38.5%;增长22.6%(+2.3 %-pts)

  •   IPM:市场规模16亿美元

市场增长20.1%

英飞凌:排名第三;市场份额10.3%;增长39.2%(+1.4 %-pts)

  •   标准IGBT模块:市场规模22亿美元

市场增长14.5%

英飞凌:排名第一;市场份额33.9%;增长19.3%(+1.4 %-pts)

基于或包含IHS Markit技术集团提供的内容,“Power Semiconductor Market Share Database 2017”(2017年功率半导体市场份额数据库),2018年8月。本信息并非英飞凌科技股份公司提供担保,对这些结果的任何依赖都由第三方自行承担风险。了解详情敬请访问:technology.ihs.com 。

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此前被传的Microchip收购Microsemi一事,日前再传出新消息。今日(2月27日),外媒引援知情人士消息称,Microchip正在就收购Microsemi展开深入谈判,两家公司已接近达成交易,可能在本周达成,这可能成为席卷半导体行业的一系列收购案中的最新一桩交易。

Microchip接近收购Microsemi

华尔街日报引援知情人士消息称,芯片厂商Microchip正在就收购Microsemi展开深入谈判,其中一名知情人士称,两家公司已接近达成交易,交易对Microsemi的估值大概位于每股60-70美元区间中段,较该公司最新股价高出不多。

该人士称,交易可能在本周达成,但并不能保证一定会达成交易,双方仍有重大问题需要达成一致。

此外,路透社也引援知情人士消息称,Microchip正在洽购Microsemi,这一潜在交易对Microsemi的估值为每股65美元左右,可能最早于本周达成交易。

今年1月,路透社就已报道称,芯片制造商Microsemi已经接受了一项收购要约,目前内部正在商量决策,包括出售的可能性。该报引用一位不愿透露姓名的消息来源说,他们“熟悉这个事情”,他说Microsemi聘请了投资银行Qatalyst Partners来为公司提供谨慎的行动建议。

基于周一收盘价,Microsemi市值为75.5亿美元。

Microsemi :2018年最值得并购的半导体公司之一

根据市场分析机构IC Insights数据显示,过去两年半导体产业的并购浪潮在去年有所缓解,并购交易总额从2015年的1073亿美元和2016年的998亿美元,降至2017年的277亿美元。值得被收购的芯片企业数量减少,是市场观察人士认为并购热潮降温的主要原因之一。

然而,Microsemi一直被认为是高价值并购目标,包括Susquehanna金融集团的Christopher Rolland在内的很多行业分析师,已经将Microsemi列入2018年“最值得并购的半导体公司”候选人之列。

Microsemi Corp 成立于1960年,是美国军事及航空半导体设备的最大商业供应商,产品主要应用在国防、通信和航空航天领域,甚至包括太空等极端环境,其在军事和航空应用芯片,以及数据中心和工业市场产品方面处于领先地位。

Microsemi于2015年10月斥资24亿美元收购了老牌半导体厂商PMC-Sierra,以获得存储、OTN 传输网络、扩展器和控制器等服务能力。2017年Microsemi收入约为18亿美元,高于2016年的16.6亿美元。

Microchip:不曾停歇的收购之路

Microchip(微芯科技)是美国微控制器、内存与类比半导体制造商,产品包含微控制器(PIC微控制器、dsPIC / PIC24、PIC32)、序列式EEPROM、序列式SRAM、KEELOQ组件等等,主要竞争者有英飞凌、美信集成产品、恩智浦半导体等。

在Microchip的发展过程中,并购是其不断壮大的重要战略,近几年来陆续收购了多家企业。2013年Microchip收购了私人控股的布鲁塞尔公司EqcoLogic;2014年Microchip以3.94亿美元收购了Supertex;2015年5月Microchip以8.39亿美元收购了有37年历史的芯片制造商Micrel;2016年Microchip以35.6亿美元收购了Atmel,让MCU市场前三再度洗牌。

然而,一系列的收购似乎并未满足Microchip发展需求。2017年11月,Microchip执行长SteveSanghi在接受媒体采访时表示,寻找下一个并购目标是2018年的三件重要任务之一。

SteveSanghi认为,虽然2017年半导体产业的购并案规模跟件数比前两年明显降温,但半导体业的购并热潮只是暂时休兵,很快就会卷土重来。Sanghi分析,经过前两年的购并热潮,产业内虽然还一些不错的购并目标,但价格已经偏高,因此还需要观望。

此外,SteveSanghi也指出,企业整并后需要一段时间消化,才能顺利完成两家公司的业务跟产品线整合,因此收购方很少会连续发动大规模收购,这也是2017年半导体购并潮降温的原因之一,包含Microchip本身在内,也才刚在2016年完成对爱特梅尔(Atmel)的收购,组织融合跟调整的工作直到2017年还在进行中。

然而,当时SteveSanghi也明确表示,随着整合爱特梅尔业务的工作告一段落,只要有合适的目标出现,2018年Microchip将会伺机发动下一个购并。

他认为,一个成功的购并有两大关键,一是对的价格,二是对的产品/技术。只要这两个条件满足,就值得出手发动购并。

如今看来,Microchip2018年的第一个收购目标是Microsemi,若交易成功,半导体行业格局或又将出现新变化。

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近日,IC Insights最新集成电路产业预测报告McClean Report指出,Top10半导体公司在2017年将研发支出增加到359亿美元,比2016年的340亿美元增长了6%。而英特尔在研发方面的支出更是远远超过其他所有半导体公司,达到131亿美元。 除了占去年半导体销售的21.2%外,英特尔的研发支出占了Top10半导体公司研发支出的36%,占全球半导体研发支出总额的22%。2017年全球半导体研发总支出达到589亿美元。

IC insight的半导体研发支出Top10(包括半导体制造商和纯IC设计公司)

2017年半导体研发支出Top10:有些厂商就是投入少,赚的多

最新报告显示,英特尔的研发支出在2017年仅增长了3%,低于2001年以来8%的平均年增长率。尽管如此,英特尔的研发支出还是超过了以下四家公司--高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、三星(Samsung)和东芝(Toshiba)。

过去20年,随着新IC技术研发成本的不断上升,英特尔公司研发和销售比例也大幅攀升。在2017年,英特尔的研发支出占销售额的比例为21.2%,低于2015年24.0%的历史最高水平。而2010年,这一比例为16.4%,2005年为14.5%,2000年为16.0%,1995年仅为9.3%。

高通(Qualcomm)是业内最大的纯IC设计公司,研发总支出名列第二,也是继2012年后该公司首次达到这一高度。高通与半导体相关的研发支出在2017年下降了4%,2016年下降了7%,与第三名的博通(Broadcom)和第四名的三星(Samsung)非常接近,后两者的研发支出分别增长了4%和19%。

尽管在2017年,三星的研发支出增长了19%,但三星在前十名中研发支出占比最低,去年该公司的研发投入仅占到销售额的5.2%。三星在2017年的半导体收入增长49%,主要受DRAM和NAND闪存强劲增长的推动,但其研发占销售比从2016年的6.5%下降了一个百分点以上。

在2017年,美光科技的销售额同样激增了77%,但其研发支出增长了8%,研发占比为7.5%,而2016年为12.5%。同样,SK Hynix的销售额在2017年上升了79%,而其研发支出在2017年增长了14%,这导致了研发占比为6.5%,2016年为10.2%。

排名第五的东芝和排名第六的台积电(TSMC)在2017年研发支出相差无几。东芝(Toshiba)的研发支出占比下降了7%,而台积电的研发支出则是前十名中增幅最大的厂商之一2017年增长了20%,原因是该公司在与三星和GlobalFoundries等竞争对手比拼新工艺技术进度,其销售额在今年增长了9%,达到322亿美元。

Top10中还有联发科(MediaTek)、美光(Micron)和英伟达(Nvidia)。英伟达从2016年的第11位升至第9位,在2017年的排名中取代了NXP和SK Hynix。总的来说,在2017年,研发支出Top10半导体厂商平均增加了6%,比整个半导体行业的研发费用增长率高出4%。在2017年,Top10支出总额359亿,超过了其他半导体公司230亿美元的总支出。

此外,总共有18家半导体供应商在2017年投入了超过10亿美元的研发费用。其他8家制造商分别是NXP、TI、ST、AMD、瑞萨、索尼、ADI和GlobalFoundries。

来源: 集微网

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