在国内双碳政策下,一直隐藏在背後的功率半导体也受到外界关注。在半导体缺货涨价潮、供需失衡之际,国内涌出一批功率半导体的中流砥柱,并大举拉开国内自产替代的黄金时代,而老字号整合元件厂(IDM)士兰微便是其中一员。
士兰微虽然被业界誉为国内IDM龙头,拥有从IC设计、制造到封测完整的产业链,但士兰微最初是从纯IC设计起家。士兰微创始人分别有陈向东、范伟宝、江忠永、郑少波、罗华兵、宋卫权以及陈国华等7位,业内称之为「士兰微七君子」,皆出自华越微电子,最初由华越微电子的前代理总经理陈向东起头成立士兰微。陈向东於1962年生,复旦大学物理电子半导体科系毕业,毕业後至国内IC生产的国内国营企业甘肃八七一厂中,主要负责芯片设计。
1988年,八七一厂绍兴分厂改制成为甘肃和浙江两省合办企业,并更名为绍兴华越微电子公司,这一年陈向东被提拔为常务副厂长,负责厂里营运。而後陈向东因工作之便结识时任友顺科技董事长的台商高耿辉,高耿辉当时打算投资50万美元在国内成立一家主营整合电路的公司,便将目光看向陈向东以及其背後的团队。
当时在华越微中除了陈向东之外,范伟宏是华越的副总工程师兼技术品质处长;郑少波是生产管理处长兼产品研发中心主任;江忠永是4寸芯片产线车间主任;罗华兵则当过销售科副科长、後段制程封装车间主任。
1993年陈向东向公司辞职,高耿辉也承诺将分40%新公司股份给7个人。由於当时规定,国内人士不能在台资企业持股,陈向东就先和其他6人凑出350万元在1997年9月25日注册成立杭州士兰微电子有限公司,随後在第二个月受让友顺科技赠送的新公司友旺电子40%的股权。
士兰微成立之初仅做设计但不生产芯片,然而七君子意识到光靠做设计无法形成核心竞争力时,士兰微开始踏上寻求自己晶圆生产线的道路。事实上,由於士兰微创业团队都在IDM企业华越微工作多年,对IDM营运有充分的认识与了解,认为只有依靠IDM,才有机会和竞争对手比拼。
2001年前後,恰逢全球芯片产业低谷,在银行融资、国内863计划经费补贴、杭州市财政局专项拨款等帮助下,士兰微顺利建立自己的芯片制造基地「士兰整合」,接着於2001年4月开始兴建第1条5寸芯片产线,并在2002年12月投产。至此,士兰微拥有IC设计与制造能力,享有设计、制造的协同优势。
来到2010年,士兰微投资设立成都士兰半导体,专注半导体功率零组件、功率模块的封装与测试业务,同时士兰整合月产出芯片数量达到12.5万片,品质也获得国际大厂认可。当时外界普遍认为,士兰微完成IDM模式中最为关键的一步。
2016年,士兰微、士兰整合共同出资人民币2,000万元设立子公司士兰集昕,随後又出资人民币1,000万元设立集华投资,准备建设新的8寸生产线做:2016年3月,士兰微、集华投资、士兰集昕与大基金一期共同签署《投资协议》,在大基金一期合计人民币6亿元的助力下,士兰集昕8寸生产线一期项目顺利开工;2017年6月,士兰集昕8寸生产线进入投产,并在2017年底将月产能拉抬至1.5万片。
紧接着在2017年,士兰微又与厦门半导体投资集团共同出资设立士兰集科,士兰微持股15%,开始建设首条12寸生产线,为进军中高端市场打下基础。据悉,一期项目总投资50亿元,於2018年10月正式开工。
在投建晶圆产线的同时,士兰微还将触角伸及封测领域。2004年建成杭州滨江测试工厂,还於2010年在成都建设功率模块、MEM传感器的封装基地,以及矽外延片生产基地。而随着5寸、6寸、8寸、12寸生产线的投产,以及封测基地开始营运,士兰微基於现有的硬件基础,加速拓展特色制程的技术平台,并实现规模化量产,一步步为IDM之路打下扎实基础。
士兰微成败关键 IDM的利与弊
士兰微采IDM模式後,业务涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试的所有环节,虽然优点多,营运模式也特别地「重」。IDM的模式好处是可以有效进行产业链内部整合,形成特色制程技术与产品研发的紧密互动,但在相关设备折旧,且产线产能未得到充分释放的前提下,IDM模式也会大幅蚕食产品毛利。
目前,士兰微的主要产品包括MOSFET、IGBT等半导体分立元件,与微控制器(MCU)、MEMS传感器、电源管理芯片等IC产品,以及LED产品等三大类。其中半导体分立元件营收占比最大,如2021年上半,半导体分立元件约占总营收51.66%,其次为IC产品与LED产品,分别占总营收33.86%和8.89%。
而士兰微主要透过不同子公司完成不同的产业链,IC与半导体分立元件分别由士兰整合、士兰集昕、士兰集科制造,其中大多芯片由士兰微统一采购後,再委托成都集佳(封装厂)和外部封装厂封装後对外销售,少部分芯片由公司统一采购後直接对外销售。在LED芯片方面,则由士兰明芯、士兰明镓制造,并由士兰微统一采购後对外销售,少部分芯片由美卡乐封装成成品後对外销售。
随着士兰微的业务规模越宽,背负的包袱也愈来愈重。据士兰微财报,2011~2020年士兰微营收从人民币15.46亿元上升至人民币42.8亿元,但归母净利润均未超过人民币2亿元,最高纪录也仅有人民币1.7亿元。值得关注的是,2019、2020年,士兰微已连2年的扣非後归母净利润处於亏损状态。
由於士兰微IDM重资产模式产生大量固定资产折旧、利息财务费用,令士兰微上市後一度入不敷出,直至2020年下半半导体产业进入高景气期,全球芯片缺货涨价浪潮下,士兰微IDM模式优势才得以逐步体现,在其他IC设计公司苦求产能的时候,士兰微仍可以调配晶圆制造产能,以满足客户需求。
因此,士兰微也迎来业绩表现的暖春。2021年士兰微预计归母净利润增加人民币14.5亿~14.64亿元,年增幅度约2,145~2,165%。为支撑起乐观成绩,乘着半导体高景气之风,士兰微也在不断扩产。2021年12月,士兰微公告对士兰集昕增资,将启动8寸产能增计划。
紧抓国内自产替代风潮 士兰微功率半导体放光彩
回顾此次的芯片紧缺潮,电动车的功率半导体作为缺货「重灾区」颇受瞩目,连带着士兰微的分立元件业务跟着水涨船高。2021年初时,士兰微就对其部分分立元件产品价格进行调整,包含所有MOS类产品,以及IGBT、SBD、FRD、功率对管等。
时至今日,持续近2年的缺货潮仍未缓解,功率半导体领域供需问题甚至愈来愈紧张。近日供应链消息传,因车用MOSFET等功率半导体需求强劲,加上6寸晶圆代工厂产能满载,汉磊将对大客户英飞凌(Infineon)全面调涨报价,幅度最高达50%。
功率半导体是构成电力电子转换装置的核心组件,原则上,只要与电相关都会使用到功率组件,因此其应用范围相当广。据DIGITIMES Research预期,电动车在各国节能政策推动及汽车大厂布局下,未来销售量将呈倍数成长,此将带动IGBT功率半导体需求增加。
不过除电动车之外,功率半导体应用范围也已扩展至物联网(IoT)、云端运算、大数据等新兴应用领域。而国内身为全球最大的功率半导体消费国,据国内半导体产业协会统计,2013~2020年国内半导体分立元件产业销售收入由人民币1,536亿元,成长至人民币2,966.3亿元,年均复合成长率为9.86%。
虽然国内在中高端MOSFET及IGBT元件中,仍有90%依赖进口,但近年芯片紧缺、各材料喊涨的双重压力下,国内功率半导体企业开始受到更多关注,尤其是在汽车领域。2021年底,消息除比亚迪已正式下单士兰微车规级IGBT,订单金额达人民币亿元级。业内人士推测,获得比亚迪背书後,士兰微车规级IGBT或将迎来爆发式成长。
值得关注的是,在海外供应商无法供货或涨价的情况下,除了士兰微之外,国内其他半导体功率厂商也正乘风突围,加上2022年海外新增产能较少,而国内企业正不断扩产,手握产能并进入汽车供应链的供应半导体厂商,有望受益於芯片紧缺时局,并延续2021年的成长态势。