昨日,SiC界又一新聞引發(fā)行業(yè)關(guān)注。安森美宣布1.15億美元現(xiàn)金收購(gòu)Qorvo碳化硅結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (SiC JFET) 技術(shù)業(yè)務(wù),包括其子公司United Silicon Carbide(UnitedSiC)。該交易需滿足慣例成交條件,預(yù)計(jì)將于2025年第一季度完成。此次收購(gòu)預(yù)計(jì)將在5年內(nèi)為安森美帶來(lái)13億美元的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
根據(jù)安森美的說(shuō)法,此次收購(gòu)主要瞄準(zhǔn)兩個(gè)領(lǐng)域:一是AI數(shù)據(jù)中心,將補(bǔ)足安森美廣泛的EliteSiC電源產(chǎn)品組合,使該公司能夠滿足AI數(shù)據(jù)中心電源單元AC-DC對(duì)高能效和功率密度的需求;二是汽車(chē),此舉將加速安森美為電動(dòng)汽車(chē)電池?cái)嗦菲骱凸虘B(tài)斷路器 (SSCB) 等新興市場(chǎng)做好準(zhǔn)備。
對(duì)于SiC JFET,安森美認(rèn)為其能夠提供最低的單位芯片面積導(dǎo)通電阻,所用功率不到其他任何技術(shù)的一半。它們還允許使用典型的現(xiàn)成驅(qū)動(dòng)器,這些驅(qū)動(dòng)器已與硅基晶體管一起部署了數(shù)十年。這些優(yōu)勢(shì)共同加快了開(kāi)發(fā)速度、降低了能耗并降低了系統(tǒng)成本,為電源設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商提供了巨大的價(jià)值。
這宗收購(gòu)案背后哪些信息值得關(guān)注,其背后又透露出什么邏輯?本文將詳細(xì)解析。
付斌|作者
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安森美為什么要買(mǎi)?
事實(shí)上,安森美的收購(gòu)并不讓人意外。因?yàn)榘采雷罱_(kāi)始轉(zhuǎn)變自己的戰(zhàn)略,從汽車(chē)擴(kuò)展到工業(yè)與AI。為了做好這兩大領(lǐng)域,收購(gòu)Qorvo的SiC JFET和UnitedSiC是一個(gè)好方法。
就在本月月初,適逢安森美成立二十五周年,同時(shí)安森美CEO剛剛再度訪華,除了與行業(yè)客戶進(jìn)行交流之外,還與中國(guó)媒體聊了聊公司未來(lái)的思考,戰(zhàn)略規(guī)劃,創(chuàng)新突破,以及對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的重視和信心。或許,我們從其中窺探出安森美收購(gòu)背后更多深意。
在媒體會(huì)上,安森美CEO Hassane El-Khoury一腔熱血地宣布了未來(lái)公司布局戰(zhàn)略:“我們的產(chǎn)品線正從汽車(chē)領(lǐng)域向工業(yè)和人工智能數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域拓展。”
他上述戰(zhàn)略的解釋是,如今,一個(gè)典型的AI數(shù)據(jù)中心機(jī)柜所需的能量幾乎與電動(dòng)汽車(chē)相當(dāng)。為了應(yīng)對(duì)這種不斷增長(zhǎng)的功率需求,提高效率已然成為了數(shù)據(jù)中心大規(guī)模部署的關(guān)鍵,影響著數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。
如果從交流電算起,數(shù)據(jù)中心的電力傳輸至少需要經(jīng)歷四次轉(zhuǎn)換,這與汽車(chē)中的能源轉(zhuǎn)換過(guò)程有所不同,但底層技術(shù)上和需求上都很接近,但這種多次轉(zhuǎn)換會(huì)損失大量的能量。因此,減少這些損失,提高電源轉(zhuǎn)換效率至關(guān)重要,以確保為GPU提供更多的電力。
為了更好地服務(wù)于工業(yè)和AI兩大市場(chǎng),安森美致力于縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,以便更迅速地響應(yīng)AI數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的需求。體現(xiàn)在產(chǎn)品層面就是安森美的EliteSiC、Hyperlux和最新推出的Treo混合信號(hào)與模擬平臺(tái)。從中,我們看到EliteSiC是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
可以說(shuō),SiC是安森美這家公司的靈魂所在。伴隨著汽車(chē)電動(dòng)化革命整合供應(yīng)鏈和產(chǎn)品創(chuàng)新,碳化硅營(yíng)收持續(xù)翻倍成長(zhǎng),在最新的碳化硅供應(yīng)商排名中,安森美排名第二。這樣看,拓展SiC在工業(yè)和AI上的邊界,無(wú)疑是讓安森美可以繼續(xù)精進(jìn)自己。
從更深層次的技術(shù)角度來(lái)看,此次收購(gòu)中,關(guān)鍵的地方在于SiC FET這一技術(shù)。
根據(jù)安森美的分享,SiC JFET有三個(gè)參數(shù)在特定應(yīng)用中非常高:擁有最低的導(dǎo)通電阻,因此可以擁有最高的半導(dǎo)體技術(shù)效率,從數(shù)據(jù)中我們可以看到SiC JFET的單位面積的Rds(on)為0.7Ω-cm2,而SiC FET則為1.4Ω-cm2;擁有更快的開(kāi)關(guān)速度,可以使人工智能/數(shù)據(jù)中心機(jī)架的電源更小、更高效,從數(shù)據(jù)中可看出SiC JFET的開(kāi)關(guān)速度為500 KHz,而SiC FET為200 KHz;可以利用現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)最小的模具尺寸和可用性,降低系統(tǒng)成本。從數(shù)據(jù)中可以看出SiC JFET的Die-Size為4.0 mm2,SiC FET為7.2mm2。
當(dāng)然,SiC JFET不是萬(wàn)能的,JFET不容易并行,因此它們不用于牽引逆變器等大功率應(yīng)用中。但對(duì)追求更高電源和功率發(fā)展的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō),電阻小、頻率高的SiC JFET就非常合適了。
JFET擁有更小的模具尺寸,也擁有使用現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)器的能力,能夠提供最低的總體系統(tǒng)成本,提供最佳的效率。因此,安森美認(rèn)為SiC JFET有望取代超結(jié)硅MOSFET,并與GaN競(jìng)爭(zhēng)。
在電動(dòng)汽車(chē)中,SiC JFET也有許多長(zhǎng)期機(jī)會(huì)。現(xiàn)在,大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)使用的是機(jī)電繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)電池?cái)嗦穯卧˙DU),這些繼電器隨著時(shí)間推移會(huì)氧化,變得不那么可靠。而SiC JFET可以更快、更安全、更可靠地?cái)嚅_(kāi)電源。
安森美列舉了其中現(xiàn)在比較流行的幾個(gè)開(kāi)關(guān)應(yīng)用——主保險(xiǎn)絲(Main Fuse)、汽車(chē)接觸器(Contactor)、爆管熔斷器(Pyrofuse)、預(yù)充電器(Pre-charge)。
當(dāng)然,SiC JFET的價(jià)值不止如此,其在工業(yè)領(lǐng)域也極具潛力。正因工業(yè)、新能源市場(chǎng)的一些關(guān)鍵應(yīng)用和汽車(chē)類(lèi)似,如繼電器、接觸器都可以使用半導(dǎo)體,所以說(shuō)工業(yè)市場(chǎng)也是JFET的重要領(lǐng)域,比如斷電保護(hù)和接觸器等。
安森美還進(jìn)行了哪些收購(gòu)?
“買(mǎi)、買(mǎi)、買(mǎi)”是十幾年來(lái)安森美成長(zhǎng)的重要原因之一。縱觀各起收購(gòu)案,每一步都極為關(guān)鍵,在CMOS圖像傳感器行業(yè)的收購(gòu)暫時(shí)不談,這并不是今天的主要議題,但安森美之所以能夠在CIS尤其是汽車(chē)及工業(yè)級(jí)CIS上主導(dǎo),離不開(kāi)其數(shù)項(xiàng)重要收購(gòu)。本次只談和功率相關(guān)的并購(gòu)。
2011年,安森美半導(dǎo)體公司(ON Semiconductor Corporation)宣布,以118億日?qǐng)A(1.44億美元)的現(xiàn)金完成收購(gòu)三洋電機(jī)附屬公司三洋半導(dǎo)體株式會(huì)社(SANYO Semiconductor Co., Ltd.),以及與三洋電機(jī)的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)相關(guān)的其它資產(chǎn)。
2016年,安森美收購(gòu)仙童半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor),成為一家頂級(jí)的半導(dǎo)體制造商。要知道,仙童半導(dǎo)體在1960年開(kāi)發(fā)了第一個(gè)商業(yè)上可行的集成電路,這是我們當(dāng)代許多創(chuàng)新成果的奠基之石。
2021年8月25日,安森美與碳化硅 (SiC) 生產(chǎn)商GT Advanced Technologies ("GTAT") 于達(dá)成最終協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議,安森美將以4.15億美元現(xiàn)金收購(gòu)GTAT。彼時(shí),安森美計(jì)劃投資擴(kuò)大GTAT的研發(fā)工作,以推進(jìn) 150mm和200mm SiC晶體生長(zhǎng)技術(shù),同時(shí)還投資更廣泛的SiC供應(yīng)鏈,包括Fab(晶圓廠)產(chǎn)能和封裝。
另外補(bǔ)充下關(guān)于傳感方面,今年7月4日,安森美(onsemi)宣布已完成對(duì)SWIR Vision Systems的收購(gòu),強(qiáng)勢(shì)布局智能感知,后者是膠體量子點(diǎn)(CQD)短波紅外(SWIR)技術(shù)的供應(yīng)商,該技術(shù)擴(kuò)展了可檢測(cè)光的光譜范圍,可以透視物體并捕捉以前無(wú)法捕捉到的圖像。SWIR Vision Systems現(xiàn)已成為安森美的全資子公司,其團(tuán)隊(duì)將并入公司的智能感知事業(yè)群。
其他碳化硅廠商也有動(dòng)作
2024年被定義為“萬(wàn)物卷”的一年,不止安森美加碼,它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們同樣在碳化硅上瘋狂地“卷”。
意法半導(dǎo)體正在執(zhí)行其制造重塑計(jì)劃,這涉及到對(duì)制造業(yè)務(wù)的重新配置和優(yōu)化。通過(guò)這一計(jì)劃,ST預(yù)計(jì)將在2027年實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前成本基礎(chǔ)相比高達(dá)數(shù)億美元的節(jié)省,這將有助于公司達(dá)到22%至24%的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率。
特別是在碳化硅方面,ST正在開(kāi)發(fā)第五代產(chǎn)品,在生產(chǎn)商也要完成從6英寸到8英寸的遷移,這其中包括了Catania廠和重慶廠(三安合資),產(chǎn)能將提升兩倍以上。其中Catania將建設(shè)世界首個(gè)全流程垂直集成的碳化硅(SiC)工廠,總投資額約為50億歐元。ST特別強(qiáng)調(diào)了將利用完全自動(dòng)化的機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)能力的創(chuàng)新和協(xié)同效應(yīng),同時(shí)會(huì)利用AI技術(shù)來(lái)確保生產(chǎn)效率和質(zhì)量。產(chǎn)能將達(dá)到15 kwpw(千片每周),重慶廠一階段為5 kwpw,二階段擴(kuò)充至10 kwpw。
英飛凌也與今年擴(kuò)建了馬來(lái)西亞工廠,隨著馬來(lái)西亞居林第三廠區(qū)(Kulim 3)啟用(8月9日一期建設(shè)正式啟動(dòng)運(yùn)營(yíng)),英飛凌有望成為業(yè)界最具競(jìng)爭(zhēng)力的碳化硅技術(shù)供應(yīng)商,同時(shí)該廠將成為全球最大且最具競(jìng)爭(zhēng)力的 200mm碳化硅功率半導(dǎo)體晶圓廠。此前,英飛凌曾稱(chēng),將在未來(lái)五年在Kulim投入高達(dá)50億歐元用于擴(kuò)產(chǎn)。
不過(guò)英飛凌近期宣布暫緩居林二期的擴(kuò)產(chǎn),以確保實(shí)施“正確的”產(chǎn)能計(jì)劃。
值得一提的是,Kulim 3將與英飛凌在奧地利菲拉赫(Villach)一起建立彈性的供應(yīng)。目前,Villach廠200mm SiC試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)展順利,選定大批量技術(shù)資格鑒定幾近完成,SiC原材料實(shí)現(xiàn)多方供應(yīng),晶圓良率優(yōu)于或等于150mm。根據(jù)英飛凌的計(jì)劃,Villach和Kulim將在資格認(rèn)證的3年內(nèi)完全過(guò)渡到200mm,將在2025年Q1開(kāi)始推出基于200mm的產(chǎn)品,并在200mm上開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。
結(jié)合此前新聞來(lái)看,加上Villach和Kulim計(jì)劃的200mm SiC轉(zhuǎn)換,英飛凌預(yù)計(jì)對(duì)于碳化硅的投資將在2030年前帶來(lái)約70億歐元的年SiC收入潛力。英飛凌對(duì)于制造的投入也將支持英飛凌在2030年前實(shí)現(xiàn)近30%的SiC市場(chǎng)份額目標(biāo)。
受到電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)降溫的影響,除了英飛凌,Wolfspeed也決定延后在德國(guó)薩爾蘭州(Saarland)斥資30億歐元建設(shè)車(chē)用芯片廠的計(jì)劃。公司仍在尋覓資金,預(yù)計(jì)最早2025年中才可能動(dòng)工,比原本設(shè)定的時(shí)程晚了約兩年。另外,Wolfspeed也關(guān)閉其在美國(guó)北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆的150毫米碳化硅工廠,由于此前過(guò)于激進(jìn),造成了巨額虧損,CEO Gregg Lowe也因此下課。
結(jié)語(yǔ)
雖然從收購(gòu)金額來(lái)說(shuō),似乎SiC JFET和UnitedSiC的價(jià)值好像沒(méi)有表現(xiàn)出非常高的金額,但從長(zhǎng)期的價(jià)值來(lái)說(shuō),SiC JFET的潛力可以覆蓋AI、工業(yè)、汽車(chē)三大領(lǐng)域。目前,安森美本身在大功率SiC上有了很多布局,而SiC JFET無(wú)疑讓其觸角能夠觸及更多應(yīng)用,再結(jié)合65nm 高壓BCD平臺(tái)Treo,實(shí)現(xiàn)碳化硅與硅的全覆蓋。
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