功率半导体有一个挺有意思的现象。12英寸晶圆已经用了很多年,CPU、GPU、存储等早就不用说了,MCU、模拟芯片这些成熟制程产品也在不断向12英寸迁移。但MOSFET、二极管、IGBT这些功率器件,直到今天,8英寸还是很常见的工艺。
很多产品用了十几年,工艺已经很成熟,设备也折旧得差不多了,一条老8英寸线也很容易赚钱。12英寸晶圆可以做更多芯片,但新设备、工艺迁移、产品验证,这些都是成本里。
所以不少功率厂商都在计算12英寸的迁移成本。
最近安世中国把这个账重新算了一遍。8月23日,安世中国举行新品全球发布会,宣布双极分立器件、功率MOSFET和逻辑IC在内的几条核心产品线,都在向12英寸平台迁移。公司计划第三季度发布超过900颗基于12英寸平台的产品,第四季度再增加1700颗以上,已经完成和正在研发的型号合计超过1万款。
安世中国已经完成40V T2x产品开发,80V产品正在开发,预计下一步继续释放80V—100V SGT产品。T2x属于SGT,也就是屏蔽栅沟槽MOSFET。同等封装下,安世称它的功率承载上限可以达到传统T6系列两倍以上,目前领先产品RDS(on)已经低至0.48mΩ。
12英寸的账
12英寸最大的优势就是大。300mm晶圆面积大约是200mm晶圆的2.25倍,所以同样跑一片Wafer,理论上能够做出更多Die。安世中国CEO张秋明这次给出的数据是,与8英寸相比,12英寸单片产出可以提高2.2倍。
按照安世披露的数据,其成熟12英寸工艺良率已经接近99%;Power MOSFET转向12英寸之后,单颗成本相比8英寸平台能够下降大约30%。
对于安世这种每年出货超千亿颗的厂商来说,迁移12英寸具有真金白银的意义。
为什么先盯着40V MOSFET?
安世这次T2x首先落在40V,也很好理解。
现在一说新能源汽车功率半导体,大家很容易想到1200V SiC MOSFET,或者800V主驱。
实际上,一辆汽车里数量更多的是低压功率器件。车窗、雨刷、水泵、风扇、座椅、电动尾门,各种小电机和执行器都要用MOSFET。到了新能源汽车,热管理系统反而更复杂了,电池要管温度,电机、电控也要管温度,水泵、电子阀、风扇的数量继续增加。据统计,目前每辆车上要有100个低压MOSFET。
传统12V汽车电气系统里,40V MOSFET非常适合。因为汽车电源需要考虑各种恶劣环境下的裕量,因此40V是目前市场上需求量最大的品类。
关注48V系统
再往后看,安世现在开发80V,并准备继续覆盖80V—100V,这个动作更值得琢磨。
原因是随着汽车区域架构及功率等级的提升,48V架构的趋势开始明显。考虑汽车瞬态和设计裕量,功率器件自然会往80V、100V走。
安世目前刚好踩在汽车电子电气架构升级的关键转折点上,此时,12V与48V正成为基础盘与扩展盘的双重增长引擎。
安世的产能正在快速恢复
真正决定12英寸经济性的,主要是产能和产量,为此安世必须快速导入国产化的制程中。
庞大的二极管、晶体管、MOSFET和逻辑产品组合,使其12寸产能得以迅速释放,晶圆厂利用率提升,这也是IDM的关键竞争力。
安世中国还披露,新品迭代周期已经缩短至6—12个月,量产爬坡速度从过去的12—16周压到4—6周,这种中国速度下,安世实现了快速迭代以及乐观的展望。
过去11个月,安世中国已经向全球上千家客户交付超过400亿颗芯片。
“中国独立运营不是为了对抗谁,而是为了守护谁。”张秋明强调,“对客户,我们要让他们知道选择安世中国就不需担心断供;对员工,我们要让他们有尊严地工作;对供应链,让上下游合作伙伴清楚跟着安世走,路越走越宽。”
文章来自:电子工程世界
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