海外功率器件大厂交期从26周拉长到52周,背后是新能源汽车、光伏、风电等下游应用场景的需求集中爆发。英飞凌、安森美等国际大厂的IGBT货期在2021年第二季度起普遍从此前的18-26周拉长至26-52周,此后多个季度持续维持39-50周的高位,价格趋势同步上行。交期拉长的根源,在于功率半导体下游需求结构发生深刻变化,而晶圆产能扩产周期长达五年,供给短期内难以跟上。

下游需求结构:谁在爆发?

功率器件(以IGBT为代表)在电网中承担整流与逆变功能,是直流电与交流电转换的核心部件。当前需求爆发最集中的领域包括:

  • 新能源汽车:主驱逆变器是IGBT的核心应用场景。车规级产品对安全属性要求极高,最高工作结温需达到175°C甚至未来200°C,远高于光伏产品150°C的要求,技术门槛更高。
  • 光伏逆变器:光伏产品对开关损耗尤为敏感,因为这直接关系到转换效率。英飞凌奥地利新厂扩产的第一阶段,就明确用于满足汽车产业、资料中心,及太阳能和风能等再生能源发电领域的需求。
  • 风电等再生能源:与光伏同属再生能源发电领域,是国际大厂扩产优先保障的方向。

需求爆发为何加剧供给紧张?

功率器件需求爆发的背后,是不同下游对参数要求的显著差异,导致产品必须单独定制,无法标准化快速放量。

IGBT的设计难点不在于宏观结构(业界普遍采用沟槽型加三个电极),而在于均衡各项参数——开关损耗、开关频率、最高工作结温、抗短路能力、导通压降等指标相互牵制,且与成本直接挂钩。光伏产品看重开关损耗与转换效率,车规级要求更高的工作结温与安全冗余,不同下游需要分别攻克。以电压2000V为界,之上或之下的设计、制造都有很大区别。

与此同时,晶圆产能扩张极其缓慢。以行业龙头英飞凌为例,其奥地利12寸厂从2018年启动建设到产能完全释放,前后约需五年时间。这种重资产、长周期的扩产特性,使得下游需求一旦爆发,国际大厂货期便持续拉长。

常见问题

为什么光伏和车规对功率器件的要求不同?

光伏产品最看重开关损耗,因为这直接关系到光伏逆变器的转换效率,最高支持温度达到150°C即可;而车规级产品安全属性更重要,最高工作结温需要达到175°C甚至未来200°C。不同的参数要求意味着产品需单独定制设计,无法通用。

英飞凌、安森美等大厂扩产能否缓解交期压力?

扩产需要时间。以英飞凌为例,其奥地利12寸厂2018年启动建设,2021年才试生产,产能爬满还需等到后续年份。晶圆厂从建造、买设备到满产,前后约需五年时间,短期内难以快速释放产能满足下游需求。

交期拉长对下游厂商有何影响?

交期拉长反映的是功率器件供需紧张的现实。对于下游整机厂商而言,需要更早规划采购周期;对于国内功率半导体厂商而言,国际大厂交期拉长也为其加速送样验证、进入下游供应链提供了时间窗口。