AOS冯雷：功率半导体市场存在哪些需求与长期挑战

近年来，随着汽车电子、网络通信、清洁能源、智慧工业等行业的快速发展以及物联网、AI、VR/AR、云计算等应用的渗透加速，国内设备终端数得到提升至百亿级，电子硬件等行业需求不断激增，其中功率MOSFET等器件更是备受人们关注，根据IHS Markit的预测，MOSFET和IGBT仍然是未来5年增长最强劲的半导体功率器件。即使目前全球半导体产业受疫情影响，但按照长期趋势来看，消费电子和数据处理的需求依然旺盛。

目前中国也是全球最大的的功率器件消费国之一，根据IHS Markit预测，2021年全球功率器件市场规模将增长至441亿美元，年化增速为4.1%;其中在2019年中国功率半导体市场需求规模就达到144亿美元，增速为4.3%，超过全球功率半导体增长速度。

如今，功率器件是电力电子技术的核心器件，和我们的生活密不可分，尤其在大功率半导体领域，各种结构的功率器件更是发挥着不可替代的作用。但由于今年突发的疫情危机，不得不让企业重新考虑功率器件终端应用与供应链的实际情况？关键技术面临哪些挑战？未来会有哪些潜力应用市场？抢占世界科技经济先机，又需要具备哪些因素？“新基建”对功率器件的影响？

“一场危机往往会成为行业转型和升级的重大契机。AOS在近年来积极进行功率半导体市场多元化开发，从技术平台、生产体系和客户基础等多方面做了充分的准备。”AOS MOSFET & TVS产品线副总裁冯雷博士表示。

AOS MOSFET & TVS产品线副总裁冯雷博士

短期需求与长期挑战

关于疫情对短期市场需求的影响，冯雷博士认为，“从几个需求量比较大的市场部门来看，手机行业今年不会有比较大的亮点。笔记本电脑被公认为受疫情刺激出现正增长的市场部门，AOS MOSFET、TVS在PC市场的地位已经为行业熟知，随着中国生产企业复工的加速，这方面的需求非常强劲。尤其针对Vcore电源用中高端产品的需求增长明显;在一些成长中的市场部门，例如游戏产品，无人机等，也看到短期内迅速的需求增长。所以从基础的市场部门来看我们的需求还是很强的。

关于更长期的市场需求的变化，我们认为基础设施的投入，必将成为各国因应疫情后社会发展的方向，也会成为功率半导体的下一个增长点。冯雷博士指出，“近年来AOS的新产品研发重点放在5G基站电源、数据中心电源、新能源车充电桩、太阳能逆变器需要的产品上，包括大功率Super Junction高压MOSFET、高效率SGT中压MOSFET、POL用的低压MOSFET、Power Stage的技术平台，以及高功率密度的新型封装。我相信这些技术和市场储备将为AOS在全新的基础设施市场创造新一轮的增长。我们也期待基础设施的投入，将来又会带来终端市场新的成长。仅在目前，5G手机已经成为各主要厂家的主力项目，这对于功率器件来说意味着下一轮高端产品的需求。”

功率器件新趋势：从高端应用到消费电子，从智能穿戴到清洁能源

电力电子技术的发展，既依赖于拓扑电路，控制器件的发展，更直接受益于功率器件的演变。近年来我们看到功率半导体不断扩大其应用范围：从功率来说分为两个方向，一方面，高密度功率半导体将其应用拓展到越来越小型化的应用，如手机甚至可穿戴设备。另一方面，清洁能源、大规模储能、新能源车等从电能的产生、存储和应用各个角度将功率半导体的应用推向大功率的领域。从应用的渗透程度来说，随着技术的不断成熟，原本限定于某些高端应用的器件，正迅速扩展到更加面向消费类电子的应用。典型的包括Super Junction产品，GaN产品应用于手机充电器和电脑适配器，推进整体功率密度的提高， 另外传统的燃油电动工具，正加速向电池驱动，并向无刷电机驱动转化。所有这些都决定了功率半导体的需求将会领先于半导体行业的平均增长。

据记者了解到，AOS公司一直秉持着技术引领市场的理念，从一开始集中推进当时的高端沟道MOSFET的大量生产和成本优化，推进了新技术产品在市场中的普及和进步。在开发新的领先技术平台的同时，大力推进新技术的多元化应用。正是得益于这种模式，AOS公司才能够在快速充电、电池管理、游戏设备以及通信电源相关的市场上取得近年来的突出进步。

正确选择、集中资源以及坚持投入是在竞争中发展和超越的关键。AOS投入大量的人员和精力针对应用的理解、应用到器件技术的转化和跨不同市场部门的资源优化。冯雷博士表示：“AOS运营的模式，就是以市场为主导，确定市场方向，以此为中心规划研发、生产的投入，同时市场部门也有责任运用技术和生产的优势，积极进行跨界的产品规划，保障开发的技术有足够的市场覆盖率，加速技术投入的市场回报”。

不断提高关键技术工艺 将市场需求变化转为竞争优势

作为功率半导体生产制造商，其新产品研发与前端晶圆设计制造能力密不可分的。AOS公司拥有自主的前端晶圆技术，研发团队能根据新需求，结合前端技术，迅速开发出适用的新产品。据记者了解到，AOS公司目前的技术储备是许多二线厂家短期内无法相比的，在同等的一线厂家中，AOS的技术平台准备也是最为全面的厂家之一。

据冯雷博士介绍，目前AOS针对负载开关、热插拔、电机驱动、隔离型DC/DC、非隔离型DC/DC、AC/DC、DC/AC等都有相应的技术平台。在保护器件方面，针对高速信号的保护、针对冲击电流的保护也都有相应的技术。

AOS坚持自主特色研发关键的封装技术。分立器件的封装要面临的挑战在于既要满足不断提高的性能要求，又要保持产品的通用性。冯雷博士举例到，近几年AOS有些很成功的案例，包括支持Vcore的XS-PairFET，支持手机电池保护的AlphaDFN，支持大功率热插拔的TOLL，高速TVS用小型封装的MCSP等等。这些封装都是基于市场上已经存在的输出配置，改善了散热条件，抗冲击能力，客户生产的易操作性，长期可靠性，因此成为客户设计的首选。

新基建开道 暖风频吹

随着持续吹来的政策暖风，不仅让“新基建”话题火爆，也让各行各业意识到新一轮的基础设备建设可以带来可观的经济效应。在这方面，冯雷博士也表达了他的看法，他认为，中国政府适时提出新基建的宏观规划，这不但是为缓解短期疫情造成的冲击，更是回应宏观经济周期，为长期竞争力打基础的必要举措。新基建涉及到的七大科技领域，与功率半导体直接相关的至少有三项：5G基建、新能源车充电桩、大数据中心。从整个行业来看，这几个领域必将带动中国乃至全球市场对大功率、高性能功率半导体的新增需求。

新能源车充电桩的建设直接带来大量的大功率高压MOSFET需求。根据设计方案的不同，也会产生IGBT、SiC MOSFET的需求。与此同时，基础设施的完备，也会促进功率半导体在车载充电器、电机驱动中功率半导体的应用。据记者了解，AOS的大功率Super Junction MOSFET正适合此类应用。同时，AOS也拥有完善的IGBT，SiC，GaN产品线，可以为客户提供全面的产品支持。5G的建设和普及的加速，对高效率、高功率密度的功率器件更是一个重要的推进力量。

对此，冯雷博士预测到，按照“一车一桩”的目标来预估，今后三至五年对对大功率SuperJunction器件的需求将会迅速增加。另外，在5G方面，因其基站分布密度的提高，对功率半导体的需求相对4G将会成倍地增加。

分散风险，保障供应

AOS为了保障更好的市场供应，早在2012年就已经形成了完整的自主产能，包括美国俄勒冈州的8吋晶圆厂、上海松江的封装测试工厂，同时为更广阔的发展空间作出了布局，重庆的12吋晶圆厂于2018年正式投入生产。重庆FAB是行业第一座专门生产功率半导体的12吋晶圆厂，同时重庆生产基地创造性地结合了晶圆厂和封测厂在一个厂区，成为一个高效的综合生产设施。冯雷博士特别介绍到，“这不但可以从根本上解决产能的瓶颈，更为我们和我们的客户提供了规避不可抗力风险的保障。当疫情袭来时，大家看到我们已经形成了跨太平洋的晶圆生产，从沿海到内陆的封测体系”。

目前在全球疫情尚未有好转的情况下，世界上许多国家都采取强力的控制政策，其影响可能会波及到晶圆厂、封测厂、设备和材料供应、物流保障等细分领域。“半导体产业是全球协同的产业，没有一个厂家能在全球疫情下独善其身不受供应链影响，如今全球疫情的发展还远没有结束，我们无法预知今后会不会有更加强力的措施出台。”冯雷博士表示，“但我们在努力做到的是，同我们的关键客户保持密切沟通，做到需求的透明化，保证我们能够预先规划现有产能的分配，以及必要时在不同生产厂做好产品和产能的备份。”目前，针对需求量巨大的PC、手机用的低压产品，以及电源用Super Junction高压产品，AOS都在重庆加速生产互换或同等产品，与此同时主要客户也在加速认证和采购。

“我们很感谢全球的客户对AOS的信任，非常时期正是强化与客户的互信和伙伴关系的时机，疫情过后相信我们会发现，这种伙伴关系带领我们共同向全新技术迈进了一大步。”冯雷博士说。

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