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[导读]美国电力芯片制造商Wolfspeed周五(9月9日)表示,将在北卡罗来纳州查塔姆县新建一座耗资数十亿美元的工厂,生产为电动汽车等设备提供动力的芯片所用的原材料。

美国电力芯片制造商Wolfspeed周五(9月9日)表示,将在北卡罗来纳州查塔姆县新建一座耗资数十亿美元的工厂,生产为电动汽车等设备提供动力的芯片所用的原材料。

传统的电源管理芯片是用硅制造的,硅也用于电脑和手机的微芯片,而Wolfspeed使用一种相对较新的材料碳化硅来制造芯片。Wolfspeed被认为是这项技术的领导者,宣称公司生产了全球60%以上的碳化硅。

碳化硅动力芯片已经受到电动汽车制造商的青睐,因为这种芯片可以处理高电压,而且更节能。Wolfspeed表示,行业分析师估计,到2027年,这类电源芯片将占电力半导体市场的20%以上,而目前这一比例仅为5%。

新的工厂预计于2030年完工,将成为世界上最大的碳化硅材料工厂,工厂生产的碳化硅晶圆最初将主要用于Wolfspeed自身的芯片制造需求。

Wolfspeed首席技术官John Palmour告诉路透社,今年早些时候,Wolfspeed在纽约莫霍克谷开设了世界上第一家200毫米碳化硅制造工厂,并正在为另一家大型工厂选址。其他芯片制造商使用更小尺寸的晶圆。一般来说,晶圆片越大,制造工艺越先进。

帕尔默表示,新材料工厂距离Wolfspeed公司在北卡罗来纳州的现有工厂约40分钟车程。他说:“这实际上最终将使我们的碳化硅晶圆制造能力提高约13倍。”帕尔默说,工厂的第一阶段计划于2024年完工,投资约20亿美元,总投资可能达到50亿美元。

国产龙头市仅占1%!本土电源管理的芯片厂商纷纷排队上市

近几年,由于市场需求强劲,以及国产替代,国内功率管理芯片企业均取得了不错的成绩,并出现了一股新的上市潮。据悉,英集芯、赛微微电、芯朋微、力芯微、必易微、希荻微等企业均已成功登上科创板,南芯科技、帝奥微、杰华特、微源股份、蕊源科技、钰泰股份、南麟等一大批电源管理芯片企业,也都纷纷踏上了A股的新征程。

功率管理芯片与我们的日常生活紧密相连,在手机、汽车等领域有着广泛的应用

说到电源管理芯片,相信很多人都不会陌生,因为在我们的日常生活中,很多时候都会使用到很多的充电器。功率管理芯片是一种用于控制电能的转换、分配、检测等功能的电子器件,它是电力供应的中枢和连接点。

根据其功能划分,功率管理芯片主要有充电管理芯片、充电保护芯片、无线充电芯片、驱动芯片、交流/直流变换、DC/DC变换等。在中国,LDO作为一种低成本、低噪声、低静态电流的电力系统,已经发展成为对电力系统的最大需求。

功率管理晶片的分类与功能

业界皆知,中国是世界上最大的电子产品制造和消费大国,因为各种电子产品及装置都需要电压调整等功率管理要求,因此其下游应用领域非常广泛,目前已经广泛应用于消费电子、汽车电子、工业、新能源、通信等领域,与人们的生活息息相关。

在应用方面,功率管理芯片的主要应用领域是移动电话。根据产品的种类,大体上可以分为两种,一种是手机内插电源管理芯片,另一种是手机外部电源管理芯片。在手机的内部电源管理芯片中,有充电管理芯片,DC/DC,充电泵,端口保护芯片,无线充电芯片,以及其他功能。而手机外部电源管理芯片,包含交流/直流、无线充电芯片(发送)等。

功率管理芯片移动电话市场

以无线充电器为例,其主要技术参数有:最大支持功率、方案架构、输入电压值、支持的快充协议数目、是否有异物检测、固件更新等。以上各项指标是无线充电芯片的核心性能指标,也是衡量其性能的重要指标。

制造世界上最先进的半导体所需的机器是现代工程的奇迹。被称为极紫外光刻系统或 EUV,它们用人眼不可见的光波“沐浴”硅晶圆,将图案刻蚀成硅片表面上需要精确在几纳米以内的材料。为了产生特殊的光,EUV 用激光蒸发熔融锡,然后使用镜子将辐射聚焦成更薄的波长。世界上只有一家公司——荷兰的ASML Holding NV——能生产总线大小的设备,其成本超过 1.5 亿美元,由 100,000 个独立组件组成。

EUV 也是推动制造更小、更强大和更节能的半导体如何导致制造过程更加复杂和能源密集型的一个主要例证。但每台机器的额定耗电量约为 1 兆瓦,约为前几代设备的 10 倍。由于没有其他替代品可以制造最先进的半导体,芯片行业可能是推动减少全球碳排放的重要绊脚石。

没有人比全球最大的外包芯片供应商台积电购买了更多的 EUV 。它目前拥有 80 多台机器,并且正在安装新一代机器,作为中国台湾南部城市台南 200 亿美元芯片代工厂的一部分。由于运行 EUV 需要大量电力,预计台积电很快将消耗比斯里兰卡全部 2100 万人口更多的能源。2020年,该公司占台湾整体能源消耗的6%左右。预计到 2025 年将使用其中的 12.5%。

除台积电外,主要存储芯片生产商美光科技公司计划在其位于台北以南约两小时车程的台中生产基地使用至少一个 EUV。据彭博资讯分析师 Charles Shum 称,在三年内,台湾代工厂中四分之一的芯片制造将需要 EUV 才能发挥作用。

桃园市国立中央大学管理学讲座教授梁志远表示,除非芯片制造商开始建造自己的发电厂,否则台湾将没有足够的电力容量来容纳其半导体产业。梁说,该岛的运营储备是衡量它必须应对不可预见的需求激增或供应中断的额外容量,可能会在今年某个时候低于政府认为供应“充足”的 10%。

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