汽车芯片大厂英飞凌(Infineon)在德国德累斯顿计划投资50亿欧元的新300毫米(12英寸)晶圆厂于当地时间2日正式破土动工。
英飞凌首席执行官Jochen Hanebeck、欧盟执委会主席冯德莱恩 (Ursula von der Leyen)、德国总理奥拉夫·肖尔茨 (Olaf Scholz)、萨克森邦首长克里契麦 (Michael Kretschmer) 和德累斯顿市长希伯特 (Dirk Hilbert) 等共同出席了动工仪式。
投资50亿欧元,英飞凌新的12吋晶圆厂落户德累斯顿
早在1994年英飞凌还隶属于西门子之时就在德累斯顿建立了工厂,并于1995 年开始生产200 毫米晶圆。五年后英飞凌的全球首座300毫米晶圆厂在德累斯顿破土动工。2011年,英飞凌决定将其功率半导体的300毫米晶圆大批量生产落户德累斯顿。2018年,英飞凌还在德累斯顿成立了汽车电子及人工智能开发中心。目前英飞凌在原有的德累斯顿晶圆厂拥有3250名员工。
据了解,英飞凌此次新建的这座12吋新晶圆厂将主要生产模拟和功率半导体,总投资金额为 50 亿欧元,将是英飞凌史上最大的单一投资案。
新工厂将作为“一个虚拟工厂”(One Virtual Fab)与英飞凌Villach工厂紧密相连。这一电力电子制造综合体基于高效的300毫米技术,将提高效率水平,为英飞凌提供额外的灵活性,以便更快地为客户供货。同时,该工厂将配备最新的环保技术,将是同类工厂中最环保的制造设施之一。
英飞凌CEO Jochen Hanebeck表示:“鉴于对可再生能源、数据中心和电动汽车的高需求,全球半导体需求将强劲持续增长。我们正在显着提高我们的生产能力,并将生产模拟、混合信号和功率半导体。我们的新工厂将在本十年的后半段满足客户的需求。我们正在共同推动减碳和数字化。”“凭借这一突破性进展,英飞凌将为我们社会的绿色和数字化转型做出了重要贡献。”
目前正在进行新工厂建设的前期准备措施,工厂的基础设施建造计划于2023年秋季开始,预计将于2026年秋季正式量产。届时将会创造1000个新的工作岗位。
助力欧洲半导体制造份额提升至20%
冯德莱恩表示,过去几十年来,世界各个区域过于专注于各自的优势,半导体生产集中在中国台湾和韩国,欧洲在全球半导体制造能力中的份额一直在稳步下降,目前仅有10%。欧洲忽视半导体生产的时间太长了,“我们看到过去几年紧张局势加剧”,为了减轻供应链中断,“我们需要在欧洲增加产量。”《欧洲芯片法案》旨在扭转这一趋势,英飞凌的新工厂将有助于欧盟实现到2030年在欧盟范围内实现全球半导体产量20%份额的目标。“随着对微芯片的需求将继续快速增长,我们在欧洲需要更多这样的项目。”
根据即将正式生效的《欧洲芯片法》,欧盟委员会和成员国将在未来几年内筹集430亿欧元,将欧洲芯片产量在全球的份额提升至20%,以在数字领域创建一个更强大、更有韧性的欧洲。
英飞凌:脱胎于西门子
20世纪70年代,美国正处于油价高涨与石油紧缺的供需矛盾之下,对社会、经济发展都造成了许多影响,这背后是巨大的油耗量。而造成油耗量巨大的原因是当时汽车、工业产品的电机效率低下。
如果把电比作是血液,那么电机/电控就好比是电动汽车的心脏。而功率半导体就是其中电能转换和控制的核心,主要用于改变电压和频率。
其实当时用于控制电机转速的MOSFET(氧化物半导体场效应晶体管)已经是比较好的功率器件了,它能够以可变频率向电机组输出功率;但是由于MOSFET只能应用于低压场景中,并不足以满足高电压下对输出电压的准确调节。
1980年,美国通用电气的工程师Jayant Baliga发明了一种兼具MOSFET管和双极型晶体管(BJT)优点的复合型元器件——IGBT(绝缘栅双极晶体管),能够更好地控制感应电机的电源线频率,进而控制其转速使得功率降低,以减少油耗损失。
事实上IGBT的结构与MOSFET十分接近,只是在其背面增加了N+和P+层,“+”意味着更高的自由电子或者空穴密度。从而IGBT在保留MOSFET优点的同时,增加了载流能力和抗压能力。
现在IGBT也被称为是电力电子行业里的“CPU”,在照明、工业、消费、交通、医疗、可再生能源、电力传输等众多领域中获得了广泛的应用。
IGBT既可以帮助空调、洗衣机实现较小的导通损耗和开关损耗,实现节能减排;又可以应用在急救除颤器上,使其从200V电源输出100KW的双向震动;还可以应用于太阳能、风能发电的逆变器里,将蓄电池的直流电逆变成交流电。
不过,尽管通用公司最先做出这个被誉为掌控电力世界的钥匙——IGBT,但是由于通用公司内部投资形势不太乐观,再加上Baliga发明了IGBT之后,西门子、三菱、富士等厂商立刻对这种器件产生了浓厚的兴趣,开始着力研发,与通用形成了激烈的竞争。
最终在1988年通用公司决定卖掉整个半导体业务,同时也放弃了这把“钥匙”。眼见通用退出比赛,德国西门子与日本三菱、富士一涌而上,瓜分剩余的市场份额。
20世纪末期全球IGBT芯片产业角逐激烈,德国和日本可以说是IGBT角斗场上最为重磅的两位玩家,而当时的中国仿佛被这一场竞争隔绝在外。
1996年西门子半导体事业部来无锡设立封测厂,1999年西门子将半导体部门抛售,后改名为英飞凌,西门子无锡封测厂也随之更名为英飞凌科技(无锡)有限公司。短短四年时间,英飞凌的第六代IGBT承受工作电压水平从之前的4500V提高到6500V,全球市占率超过一半,占据绝对领先地位。
兼并整合成为发展利器
2009-2018年是英飞凌高速发展的十年,公司调整了企业战略,卖掉了市场竞争激烈、利润率相对低的产品线,转而聚焦科技含量高、有竞争优势的核心业务,重点瞄准未来的自动驾驶汽车/电动汽车,能源环保,安全类等芯片业务。这10年里,英飞凌营业额年均增长11%。即使在工业增长明显放缓,全球车企纷纷亏损的2019年,英飞凌依然实现了5%的增长。
最近几年,半导体行业巨头不断加快并购收购的整合频率,以增加彼此各自的壁垒和竞争力。作为最近这次大规模并购的主角,英飞凌这几年也在不断地大鱼吃小鱼。2016年8月上任的英飞凌科技CEO莱因哈德·普洛斯(Reinhard Ploss)一直试图成为一名行业整合者。
2015年1月,英飞凌完成对美国国际整流器公司 (International Rectifier) 的收购。该并购为英飞凌增加了更多电源管理系统技术,进一步加强了其在功率半导体方面的优势,并整合了第三代化合物半导体(即氮化镓)领域的先进技术。
2016年10月,英飞凌科技收购了荷兰MEMS 设计公司Innoluce ,用于补充其为蓬勃发展的自动驾驶技术传感器市场的领先优势。Innoluce由飞利浦分拆而来,主要销售基于谐振MEMS反射镜和相关信号处理集成电路的固态激光扫描模块。
2017年英飞凌科技曾经试图收购美国Cree公司的半导体部门,但是Cree最后表示无法满足美国国家安全委员会的要求,此项并购也随之流产。
2018年2月,英飞凌科技还收购了Merus Audio公司,进一步巩固英飞凌科技在人机交互(HMI)领域的技术专长。
据IC Insights分析,越来越多的合并和收购将导致主要芯片制造商和供应商越来越少,这是供应链的一个主要变化,说明行业已经走向成熟和日趋专业化。
汽车半导体行业第一
2020年,公司斥资90亿欧元收购竞争对手美国赛普拉斯,成为汽车半导体行业第一,力压恩智浦、瑞萨、TI德州仪器、意法半导体等,并跻身全球十大半导体制造商之列。大众、福特、通用、特斯拉、比亚迪、现代等都用过英飞凌的产品,全球最畅销的20款纯电动和混合动力车型,有15款使用其器件。
受益于过去几年的“缺芯”风暴,英飞凌迅猛发展。2022财年实现营收142.18亿欧元(约合人民币1042亿元),净利润33.78亿欧元,同比分别增长29%和63%;利润率达到23.8%(上年为18.7%)。2023财年第一财季(截至2022年12月31日)营收39.51亿欧元,同比增长25%,全年预计将达到155亿欧元。
为满足不断增长的需求,英飞凌积极扩大产能,2021年位于奥地利菲拉赫的新晶圆厂投入使用。还计划投资50亿欧元,在德国东部城市德累斯顿新建一座12英寸晶圆厂,预计2026年投产,这也是该公司历史上最大的单笔投资。
早在上世纪90年代中期,英飞凌就进入中国市场,投资3亿美元在江苏无锡建立第一家工厂,主要产品为分立器件和智能卡芯片。2018年正式成立大中华区,总部设在上海张江人工智能岛,形成了以北京、上海、深圳和香港为核心的紧密的销售网络。如今,中国已经成为英飞凌最大单一营收来源区域,过去十年间收入比重从15%左右提升到40%。
英飞凌对车用半导体市场非常看重,目前约有60%的营业收入来自功率半导体,而汽车电子事业部是英飞凌的重中之重。
除了为汽车电子提供端到端解决方案,英飞凌还通过建立汽车电子生态圈,让自己成为行业的巨头。自2010年成立以来,英飞凌科技汽车电子生态圈始终致力于推动本土设计产业化,帮助很多车企成功将产品推向市场。