從被西門子拋棄到汽車半導(dǎo)體行業(yè)第一,英飛凌逆襲的訣竅是什么?
英飛凌首席執(zhí)行官Jochen Hanebeck、歐盟執(zhí)委會主席馮德萊恩 (Ursula von der Leyen)、德國總理奧拉夫·肖爾茨 (Olaf Scholz)、薩克森邦首長克里契麥 (Michael Kretschmer) 和德累斯頓市長希伯特 (Dirk Hilbert) 等共同出席了動工儀式。
投資50億歐元,英飛凌新的12吋晶圓廠落戶德累斯頓
早在1994年英飛凌還隸屬于西門子之時就在德累斯頓建立了工廠,并于1995 年開始生產(chǎn)200 毫米晶圓。五年后英飛凌的全球首座300毫米晶圓廠在德累斯頓破土動工。2011年,英飛凌決定將其功率半導(dǎo)體的300毫米晶圓大批量生產(chǎn)落戶德累斯頓。2018年,英飛凌還在德累斯頓成立了汽車電子及人工智能開發(fā)中心。目前英飛凌在原有的德累斯頓晶圓廠擁有3250名員工。
據(jù)了解,英飛凌此次新建的這座12吋新晶圓廠將主要生產(chǎn)模擬和功率半導(dǎo)體,總投資金額為 50 億歐元,將是英飛凌史上最大的單一投資案。
新工廠將作為“一個虛擬工廠”(One Virtual Fab)與英飛凌Villach工廠緊密相連。這一電力電子制造綜合體基于高效的300毫米技術(shù),將提高效率水平,為英飛凌提供額外的靈活性,以便更快地為客戶供貨。同時,該工廠將配備最新的環(huán)保技術(shù),將是同類工廠中最環(huán)保的制造設(shè)施之一。
英飛凌CEO Jochen Hanebeck表示:“鑒于對可再生能源、數(shù)據(jù)中心和電動汽車的高需求,全球半導(dǎo)體需求將強勁持續(xù)增長。我們正在顯著提高我們的生產(chǎn)能力,并將生產(chǎn)模擬、混合信號和功率半導(dǎo)體。我們的新工廠將在本十年的后半段滿足客戶的需求。我們正在共同推動減碳和數(shù)字化?!薄皯{借這一突破性進展,英飛凌將為我們社會的綠色和數(shù)字化轉(zhuǎn)型做出了重要貢獻?!?/span>
目前正在進行新工廠建設(shè)的前期準備措施,工廠的基礎(chǔ)設(shè)施建造計劃于2023年秋季開始,預(yù)計將于2026年秋季正式量產(chǎn)。屆時將會創(chuàng)造1000個新的工作崗位。
助力歐洲半導(dǎo)體制造份額提升至20%
馮德萊恩表示,過去幾十年來,世界各個區(qū)域過于專注于各自的優(yōu)勢,半導(dǎo)體生產(chǎn)集中在中國臺灣和韓國,歐洲在全球半導(dǎo)體制造能力中的份額一直在穩(wěn)步下降,目前僅有10%。歐洲忽視半導(dǎo)體生產(chǎn)的時間太長了,“我們看到過去幾年緊張局勢加劇”,為了減輕供應(yīng)鏈中斷,“我們需要在歐洲增加產(chǎn)量?!薄稓W洲芯片法案》旨在扭轉(zhuǎn)這一趨勢,英飛凌的新工廠將有助于歐盟實現(xiàn)到2030年在歐盟范圍內(nèi)實現(xiàn)全球半導(dǎo)體產(chǎn)量20%份額的目標?!半S著對微芯片的需求將繼續(xù)快速增長,我們在歐洲需要更多這樣的項目?!?/span>
根據(jù)即將正式生效的《歐洲芯片法》,歐盟委員會和成員國將在未來幾年內(nèi)籌集430億歐元,將歐洲芯片產(chǎn)量在全球的份額提升至20%,以在數(shù)字領(lǐng)域創(chuàng)建一個更強大、更有韌性的歐洲。
英飛凌:脫胎于西門子
20世紀70年代,美國正處于油價高漲與石油緊缺的供需矛盾之下,對社會、經(jīng)濟發(fā)展都造成了許多影響,這背后是巨大的油耗量。而造成油耗量巨大的原因是當時汽車、工業(yè)產(chǎn)品的電機效率低下。
如果把電比作是血液,那么電機/電控就好比是電動汽車的心臟。而功率半導(dǎo)體就是其中電能轉(zhuǎn)換和控制的核心,主要用于改變電壓和頻率。
其實當時用于控制電機轉(zhuǎn)速的MOSFET(氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)已經(jīng)是比較好的功率器件了,它能夠以可變頻率向電機組輸出功率;但是由于MOSFET只能應(yīng)用于低壓場景中,并不足以滿足高電壓下對輸出電壓的準確調(diào)節(jié)。
1980年,美國通用電氣的工程師Jayant Baliga發(fā)明了一種兼具MOSFET管和雙極型晶體管(BJT)優(yōu)點的復(fù)合型元器件——IGBT(絕緣柵雙極晶體管),能夠更好地控制感應(yīng)電機的電源線頻率,進而控制其轉(zhuǎn)速使得功率降低,以減少油耗損失。
事實上IGBT的結(jié)構(gòu)與MOSFET十分接近,只是在其背面增加了N+和P+層,“+”意味著更高的自由電子或者空穴密度。從而IGBT在保留MOSFET優(yōu)點的同時,增加了載流能力和抗壓能力。
現(xiàn)在IGBT也被稱為是電力電子行業(yè)里的“CPU”,在照明、工業(yè)、消費、交通、醫(yī)療、可再生能源、電力傳輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。
IGBT既可以幫助空調(diào)、洗衣機實現(xiàn)較小的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗,實現(xiàn)節(jié)能減排;又可以應(yīng)用在急救除顫器上,使其從200V電源輸出100KW的雙向震動;還可以應(yīng)用于太陽能、風(fēng)能發(fā)電的逆變器里,將蓄電池的直流電逆變成交流電。
不過,盡管通用公司最先做出這個被譽為掌控電力世界的鑰匙——IGBT,但是由于通用公司內(nèi)部投資形勢不太樂觀,再加上Baliga發(fā)明了IGBT之后,西門子、三菱、富士等廠商立刻對這種器件產(chǎn)生了濃厚的興趣,開始著力研發(fā),與通用形成了激烈的競爭。
最終在1988年通用公司決定賣掉整個半導(dǎo)體業(yè)務(wù),同時也放棄了這把“鑰匙”。眼見通用退出比賽,德國西門子與日本三菱、富士一涌而上,瓜分剩余的市場份額。
20世紀末期全球IGBT芯片產(chǎn)業(yè)角逐激烈,德國和日本可以說是IGBT角斗場上最為重磅的兩位玩家,而當時的中國仿佛被這一場競爭隔絕在外。
1996年西門子半導(dǎo)體事業(yè)部來無錫設(shè)立封測廠,1999年西門子將半導(dǎo)體部門拋售,后改名為英飛凌,西門子無錫封測廠也隨之更名為英飛凌科技(無錫)有限公司。短短四年時間,英飛凌的第六代IGBT承受工作電壓水平從之前的4500V提高到6500V,全球市占率超過一半,占據(jù)絕對領(lǐng)先地位。
兼并整合成為發(fā)展利器
2009-2018年是英飛凌高速發(fā)展的十年,公司調(diào)整了企業(yè)戰(zhàn)略,賣掉了市場競爭激烈、利潤率相對低的產(chǎn)品線,轉(zhuǎn)而聚焦科技含量高、有競爭優(yōu)勢的核心業(yè)務(wù),重點瞄準未來的自動駕駛汽車/電動汽車,能源環(huán)保,安全類等芯片業(yè)務(wù)。這10年里,英飛凌營業(yè)額年均增長11%。即使在工業(yè)增長明顯放緩,全球車企紛紛虧損的2019年,英飛凌依然實現(xiàn)了5%的增長。
最近幾年,半導(dǎo)體行業(yè)巨頭不斷加快并購收購的整合頻率,以增加彼此各自的壁壘和競爭力。作為最近這次大規(guī)模并購的主角,英飛凌這幾年也在不斷地大魚吃小魚。2016年8月上任的英飛凌科技CEO萊因哈德·普洛斯(Reinhard Ploss)一直試圖成為一名行業(yè)整合者。
2015年1月,英飛凌完成對美國國際整流器公司 (International Rectifier) 的收購。該并購為英飛凌增加了更多電源管理系統(tǒng)技術(shù),進一步加強了其在功率半導(dǎo)體方面的優(yōu)勢,并整合了第三代化合物半導(dǎo)體(即氮化鎵)領(lǐng)域的先進技術(shù)。
2016年10月,英飛凌科技收購了荷蘭MEMS 設(shè)計公司Innoluce ,用于補充其為蓬勃發(fā)展的自動駕駛技術(shù)傳感器市場的領(lǐng)先優(yōu)勢。Innoluce由飛利浦分拆而來,主要銷售基于諧振MEMS反射鏡和相關(guān)信號處理集成電路的固態(tài)激光掃描模塊。
2017年英飛凌科技曾經(jīng)試圖收購美國Cree公司的半導(dǎo)體部門,但是Cree最后表示無法滿足美國國家安全委員會的要求,此項并購也隨之流產(chǎn)。
2018年2月,英飛凌科技還收購了Merus Audio公司,進一步鞏固英飛凌科技在人機交互(HMI)領(lǐng)域的技術(shù)專長。
據(jù)IC Insights分析,越來越多的合并和收購將導(dǎo)致主要芯片制造商和供應(yīng)商越來越少,這是供應(yīng)鏈的一個主要變化,說明行業(yè)已經(jīng)走向成熟和日趨專業(yè)化。
汽車半導(dǎo)體行業(yè)第一
2020年,公司斥資90億歐元收購競爭對手美國賽普拉斯,成為汽車半導(dǎo)體行業(yè)第一,力壓恩智浦、瑞薩、TI德州儀器、意法半導(dǎo)體等,并躋身全球十大半導(dǎo)體制造商之列。大眾、福特、通用、特斯拉、比亞迪、現(xiàn)代等都用過英飛凌的產(chǎn)品,全球最暢銷的20款純電動和混合動力車型,有15款使用其器件。
受益于過去幾年的“缺芯”風(fēng)暴,英飛凌迅猛發(fā)展。2022財年實現(xiàn)營收142.18億歐元(約合人民幣1042億元),凈利潤33.78億歐元,同比分別增長29%和63%;利潤率達到23.8%(上年為18.7%)。2023財年第一財季(截至2022年12月31日)營收39.51億歐元,同比增長25%,全年預(yù)計將達到155億歐元。
為滿足不斷增長的需求,英飛凌積極擴大產(chǎn)能,2021年位于奧地利菲拉赫的新晶圓廠投入使用。還計劃投資50億歐元,在德國東部城市德累斯頓新建一座12英寸晶圓廠,預(yù)計2026年投產(chǎn),這也是該公司歷史上最大的單筆投資。
早在上世紀90年代中期,英飛凌就進入中國市場,投資3億美元在江蘇無錫建立第一家工廠,主要產(chǎn)品為分立器件和智能卡芯片。2018年正式成立大中華區(qū),總部設(shè)在上海張江人工智能島,形成了以北京、上海、深圳和香港為核心的緊密的銷售網(wǎng)絡(luò)。如今,中國已經(jīng)成為英飛凌最大單一營收來源區(qū)域,過去十年間收入比重從15%左右提升到40%。
英飛凌對車用半導(dǎo)體市場非常看重,目前約有60%的營業(yè)收入來自功率半導(dǎo)體,而汽車電子事業(yè)部是英飛凌的重中之重。
除了為汽車電子提供端到端解決方案,英飛凌還通過建立汽車電子生態(tài)圈,讓自己成為行業(yè)的巨頭。自2010年成立以來,英飛凌科技汽車電子生態(tài)圈始終致力于推動本土設(shè)計產(chǎn)業(yè)化,幫助很多車企成功將產(chǎn)品推向市場。
