【调整】汽车半导体短缺不再碳化硅市场行情会否调整？NAND闪存现货价格持续上涨光掩模短缺面临涨价

  集微网报道 （文/陈炳欣）据市场反馈，当前汽车半导体的供应情况正在改善，去年以来一直持续的短缺行业已经基本过去。恩智浦预计第四季度汽车半导体销售额增长为中个位数。安森美也预测，第四季度营收和利润将较去年同期有所下降。

  汽车一直是碳化硅（SiC）的主要应用市场。在整个汽车半导体供需发生改变的情况下，碳化硅是否还会延续此前供不应求的市场行情？

  根据恩智浦近日发布的报告，第三季度该公司汽车半导体销售额与去年同期相比增长不足5%。这是过去三年来最慢的增长率。恩智浦CEO Kurt Sievers在财报电话会议上表示，公司正“有意减少汽车行业产品的出货”，以降低库存膨胀的风险。安森美也预测，第四季度营收和利润预计较去年同期有所下降。

  与硅基IGBT相比，SiC MOSFET的产品尺寸、重量、能耗都大幅减小，非常适用于汽车电机控制模块等领域。据不完全统计，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅车型进入量产交付，上半年全球碳化硅车型销量超过120万辆。但随着整个汽车半导体短缺的供应情况大幅缓解，有声音表示担心，当前火热的碳化硅行情或将发生改变。

  不过根据记者的采访，相关企业认为市场依然大有可为。华润微表示，看好碳化硅未来市场需求。碳化硅在电动车辆和混合动力汽车的功率电子系统中起着关键作用，可以在更高的电压和温度下工作，而且效率更加高，散热更好。随着电动车和混合动力车的需求增加，碳化硅产品的市场需求仍在增加。

  翠展微也认为，2023年下半年，国内新能源汽车市场依旧保持快速地增长的态势。前10月纯电动车累计销售516万辆，同比增长25.2%。第四季度依然保持强劲增长，多个整车厂将继续推出多款新车型。得益于新能源汽车市场的持续增长，对上游供应商的需求也会保持高增长。

  展望长期市场需求走势。英飞凌科技全球高级副总裁及大中华区总裁、英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部负责人潘大伟表示，第三代半导体是实现低碳化、数字化的重要技术，无论是碳化硅还是氮化镓的应用，都有力地支撑了当今社会的可持续发展。因此看好碳化硅的长期市场需求。

  特别是在汽车领域，随着搭载800V高压平台的新能源车型逐渐推广。据悉，多个车企均对高性能、高电压、低导通电阻的碳化硅MOSFET器件提出了较大的需求，如应用于主驱动的1200V大功率的全桥碳化硅MOSFET模块、应用于车载OBC充电器的碳化硅模块等。根据YOLE的报告，到2027年，在新能源汽车上的功率模块市场，碳化硅器件和硅基IGBT的份额将达到相比拟的情况。

  华润微也表示，随技术的发展，碳化硅半导体的性能会进一步提升，生产所带来的成本可能会逐步降低，促进碳化硅半导体在终端应用中变得更具吸引力。

  碳化硅也在不断拓展的新的应用领域。华润微指出，碳化硅由于其出色的性能，逐渐被慢慢的变多的行业和应用所接纳，汽车电子、充电桩、光伏、储能等领域的应用趋势都较为显著。如在光伏方面，碳化硅在高温和高电压下也具备优秀能力的稳定性，因此广受光伏市场的青睐；储能方面，碳化硅能够给大家提供良好的绝缘性能和耐高温性能，来保证电池的安全运行，较高的导热性能可以轻松又有效的散热，提高电池的充放电效率和寿命。

  而根据中科院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心杨春雷研究员的介绍，近年来光伏太阳能装机容量持续增长，中国作为主要地区市场，2022年新增装机占比超过45%。碳化硅器在光伏市场应用需要我们来关注。Yole研报预计，应用于光伏发电及储能的碳化硅市场规模将在2025年达到3.14亿美元，2019—2025年复合增长率为17%。

  IGBT是光伏逆变器的核心器件之一。随着碳化硅在光伏领域应用逐渐成熟，碳化硅器件可有效提升光伏发电转换效率，光伏逆变器的转换效率可从硅基的96%提升至SiC MOSFET的99%以上，能量损耗降低50%，设备循环寿命提升50倍。这使得光伏逆变器拥有更大替换碳化硅的动力。

  尽管需求依然旺盛，但是碳化硅产业面临的挑战同样存在。翠展微指出，碳化硅器件在降低总功耗、提升功率密度等方面的优势显而易见，然而当前的器件成本仍然较高，影响了碳化硅器件的市场应用。

  此外，当前国际上碳化硅大厂均实现了6英寸碳化硅晶圆量产，如英飞凌、Wolfspeed、ST、罗姆半导体等。为逐步提升产能，降低单个器件的成本，上述厂家几年前就开始布局8寸碳化硅晶圆，并计划于2023年至2024年逐渐实现8英寸晶圆量产。未来几年中，如何迎接8英寸晶圆时代的到来，也将是一个挑战。

  Yole 高级技术和市场分析师Poshun Chiu认为，随着未来8英寸晶圆量产增加，碳化硅晶圆的价格将会受到侵蚀。但是价格的降低会吸引更加多的应用需求，商业化进程也将加速。

  翠展微表示，目前国内部分厂家也开始布局8英寸晶圆，相关工作在紧锣密鼓进行，正加速研发缩小与国际龙头的差距。有经验的人指出，为应对新的挑战，国内器件厂商应与衬底、外延等原材料厂商积极努力配合，充分整合国内产业链企业，共同开发8英寸材料、工艺等技术，包括降低芯片导通电阻及芯片面积，提高单晶圆产出。同时整合国内供应链，利用国产衬底外延材料价格及产能优势，减少相关成本提高产出，在研发、技术、工艺、质量、产业化等多重维度全方面提升核心竞争力。

  集微网消息，业内消息人士称，NAND闪存现货价格持续上涨，而DRAM定价趋势则不太稳定。

  随着旺季接近尾声，11月存储现货价格增长放缓。由于芯片厂商持续减产，上游NAND供应依然紧张，存储模组厂商无法在价格进一步上涨之前建立足够的库存。渠道仓库存储上的压力并未阻止NAND闪存晶圆价格持续上涨。主流512Gb市场的现货价格强劲上涨，逐步推动芯片供应商实现收支平衡。

  2023年第三季度NAND闪存现货市场行情报价首次上涨，带动第四季度合约报价上涨。消息人士称，得益于手机品牌厂商的补货需求，移动电子设备存储合同报价上涨15-20%。

  渠道及存储模组厂商大多已完成9、10月年末旺季出货。消息人士补充称，客户对价格进一步上涨的预期引发的短期补货需求已消退，导致11月份现货价格增长放缓。

  存储模组行业人士指出，上游NAND闪存芯片厂商一直不愿释放供货。消息人士称，某客户9月试图订购几百万颗芯片，但上游供应商不愿接受该订单。而愿意发货芯片的供应商通常无法在数量或价格这一块完全实现用户需求。尽管终端市场已进入淡季，但NAND闪存芯片现货市场上游需求依然旺盛，带动NAND闪存各细致划分领域价格上涨。

  在现货市场上，截至11月底，512Gb TLC部分价格已从大约半年前的1.40美元攀升至2.60-2.70美元。行业观察人士一致认为，当512Gb NAND闪存价格持续上涨至3.20-3.50美元时，芯片供应商将实现盈亏平衡。NAND闪存价格上涨趋势短期内不太可能逆转。

  观察的人说，由于减产，芯片供应商的损失正在缩小。但他们第三季度亏损仍高达60亿美元，这在某种程度上预示着他们将继续拥抱减产策略。

  与此同时，截至2023年第三季度末，闪存控制芯片供应商群联电子的库存价值为213.3亿元新台币（6.8047亿美元）。鉴于市场复苏的预期，群联渴望通过向供应商预付芯片费用来确保NAND闪存供应。该公司预计2024年将出现短缺。

  在另一方面，PC与服务器行业的更换需求推动DDR5的普及，同时DDR5价格也出现了两位数上涨。不过，DRAM价格不稳定，有意义的复苏可能要到2024年才会出现。

  大容量DRAM价格的上着的幅度更大。消息人士称，16Gb DDR4（2Gx8）近几个月平均价格涨幅约为3.25%，8Gb DDR4价格涨幅在0.25-1.8%范围内。尽管芯片厂商纷纷削减DDR4产量，但由于DDR4库存居高不下，旧设备中的二手DDR4芯片供应充足，阻碍了DDR4价格持续上涨。DDR3价格持续下跌，库存调整仍在继续。

  集微网消息，在过去的几个季度里，全球半导体行业一直面临芯片封装元件和先进芯片封装能力短缺的问题。现在，整体经济放缓，半导体行业面临着光掩模持续短缺的问题，光掩模是芯片制作的完整过程中的关键和复杂元件。造成这种局面的根本原因是，美国制裁推动了中国芯片的蓬勃发展，慢慢的变多的中国芯片设计商带来了强劲的需求。

  包括日本凸版（Toppan）、福尼克斯（Photronics）和DNP在内的主要光掩模生产商都在满负荷生产，一些中国芯片公司甚至支付额外费用来缩短交货时间。尽管如此，供应仍然不足，订单飞速增加，预计光掩模价格即将上涨。

  光掩模用于在光刻工艺中将电路图案转移到硅片上，是芯片制造工艺的重要组成部分。光掩模通常由玻璃或石英材料制造成，上面印有芯片设计的图案，其工作原理与模板非常相似，用光透过掩模将设计蚀刻到硅片上，从而形成构成现代芯片的数十亿个3D晶体管和导线结构。

  新节点的复杂性和芯片技术的进步直接影响到所需掩模的数量。每种芯片设计都需要多次曝光来分层构建芯片设计，芯片制作的完整过程中使用的光掩模数量因芯片而异。传统的芯片制造工艺在大多数情况下要大约30个掩模才能在晶圆上打印出复杂的芯片设计，而最新、最复杂的芯片制造工艺常常要70到80个掩模。例如，英伟达表示，制造H100 GPU需要89个掩模，有些芯片设计甚至超过100个掩模，人工智能（AI）芯片也推高了需求。

  报告称，光掩模需求激增的根本原因是中国半导体公司的快速增加。在过去的一年里，中国无晶圆厂芯片公司的数量猛增至3243家，这主要是受美国制裁的影响。这一情况给本已紧张的光掩模供应链带来了更大的压力。

  芯片制造工艺的最新技术进步也是造成光掩模短缺的原因之一。更先进工艺加剧了对光掩模的需求，因为先进工艺在很大程度上依赖于多重图案化，即重复曝光单层以在晶圆上创建最精细的元素。由于曝光次数的增加，先进工艺自然需要更加多的光掩模。

  先进工艺技术可生产复杂的芯片，其复杂的设计需要数十个光掩模。造成光掩模短缺的另一个因素是英特尔采用了极紫外（EUV）光刻技术，而英特尔近年来一直依赖于DUV。

  随着半导体向更小的节点发展，光掩模也慢慢的变复杂，曲线光刻等先进方法在新节点上越来越常见。这种技术能解决衍射问题，因为衍射基本上会模糊印制在硅片上的设计。这些光掩模通过复杂的数学运算，优化掩模布局，从而抵消衍射的影响。

  尽管日本凸版等制造商努力扩大其全球生产能力，但业内专家预测，增加的产能将不足以满足急剧增长的需求。这种供需失衡预计将导致光掩模价格在未来一年内上涨。日本凸版和DNP在其财务报告中承认了这种持续强劲的需求给行业带来的挑战。

  集微网消息，三星是DRAM芯片领域的行业领导者，通常是第一个推出基于新DRAM标准的产品。然而，当美光宣布推出新款LPDDR5X DRAM、SK海力士公布LPDDR5T DRAM芯片后，三星显然已经落后。

  三星将在明年开始量产LPDDR5T DRAM芯片。三星电子副总裁Ha-Ryong Yoon在近期举行的投资者论坛上介绍了公司的情况及未来的计划。当投资者询问三星未来正在开发的技术时，高管透露了有关LPDDR5T DRAM的信息。

  虽然三星是全球最大的DRAM公司，但过去一年SK海力士更受关注。SK海力士已开始量产LPDDR5T DRAM，一些中国智能手机公司已决定在其新旗舰智能手机中使用LPDDR5T DRAM。SK海力士的HBM内存也被用于一些英伟达服务器GPU。三星向投资者宣布，明年将带来升级版的LPDDR5X DRAM。此外，三星还计划于2024年推出用于汽车的可插拔SSD，并于2025年推出用于GPU的GDDR7 VRAM。

  三星还透露，将把设备端人工智能（AI）引入智能手机。三星已发布生成式人工智能（AI）模型Gauss，预计这将成为明年初Galaxy S24系列大部分新AI功能的基础。

  集微网消息，台积电将在台中市中科园区进行二期工程，扩建2nm工厂，但遭到当地行政人员的反对。多名反对的人说，台积电10年前在这里就造成园区周边道路大堵塞，未来扩建只会让交通情况雪上加霜；此外台积电在日本熊本设厂，也对当地造成了前所未有的拥堵现象。

  台积电在台中市扩厂的计划，得到了中国台湾行政部门的支持，但是当地要求行政部门保证，不会因此造成台中市民生用水和电力供应的短缺。

  台积电在当地二期建厂计划，预计将吸引7000~8000人就业，投资金额达8000亿至1万亿元新台币，势必会引发新的人潮和车潮。不过台中市已经承诺，将拓宽道路缓解交通问题。

  传统汽车电子电器架构，车辆中各种电子电气系统控制与信息传输由分布在不同部件内的汽车控制器（ECU）完成，随着汽车电子电气化程度提高，功能多样化与智能化发展，汽车电子零部件占汽车系统比重逐渐提升。分布式架构中 ECU 的局限性对于车辆的生产所带来的成本、功能实现、未来发展都提出了挑战，集中式智能化解决方案域控制器与域内中心化架构则应运而生。

  汽车电子化与智能化发展，传统分布式ECU结构数量与线束慢慢的变成了整车系统沉重负担。

  分布式系统信息传输能力有限，域内统一调度控制，域外通过以太网等进行高速通信。

  基于域控理念下整车车身区域控制管理系统（Zonal Control Unit）对比与传统车身控制器(Body Control Module)而言，也发生了翻天覆地的变化。传统分布式架构下，BCM大多数都用在检测和控制与车身（车灯，车窗，雨刮，继电器等）相关的功能并且充当部分CAN/LIN网关的功能，传统马达电动负载由继电器驱动，BCM上常用可支持不同负载电流的高边与低边开关支持不一样的负载。在中高配车型，针对舒适性功能比如电动车窗，后视镜，电动座椅等，会搭配单独车门ECU，座椅ECU进行控制。

  而在最新区域域控的理念下，以在汽车上地理位置的功能集成方案成为主流。区域控制器承接特定位置（左域/右域）下所有电机，继电器，小型ECU控制大脑的功能。功率与驱动电路布置在区域控制器里以实现传统方案中多ECU的功能，这种实现方式对整车NVH，EMI，智能诊断等功能提出更高的要求。

  除了上述提到的架构变化，新能源汽车电气化进程中，如何让驾驶员与乘客享受到回家的感觉亦是每家汽车主机厂差异化卖点，冰箱彩电大沙发不再是50万以上豪华品牌的专属，25万的汽车也能有一样的体验，电动座椅，电动尾门等已经慢慢的变成为15万级别汽车标配。问界，智己，小鹏带来了零重力座椅与“冥想空间”；比亚迪，智己与极氪把车载屏幕玩出了新花样，能转，能升也能滑；最近，M9让AFS头灯再次成为热点。由于这些舒适与便利性功能逐级下放C级，B级，A级车型，与舒适性相关的马达/电机在整车中使用的数量大幅度的提高至50个以上。

  以上功能的实现，都需要集成电路作为支撑，纳芯微电子为车身与便利系统中的各类马达控制提供完善的解决方案覆盖后视镜，风门/摆风，车门，座椅，尾门，电动踏板相关负载，工作电流使用不相同产品可从300mA到30A以上。

  PWM调速与电流检测：支持20kHz及其以上更高频率PWM调速，同时提供精确的电流反馈信息以支持堵转检测和更优秀的NVH性能。

  软件可配置：部分产品支持丰富的软件配置功能，帮助客户实现在区域域控制器中使用平台化话设计，兼容多种类型负载（继电器，LED灯，直流有刷电机，步进电机）；同时芯片内部提供内嵌PWM生成器以节约MCU IO口和PWM定时器资源。

  内置抖频与输出摆率调节：应对日趋严格CISPER25 EMI测试标准，软件可配置时钟抖频范围与输出摆率，灵活应对区域控制器方案中，电机有必要进行分布式安装导致较长的功率走线带来的电磁辐射挑战。

  智能诊断与保护：针对负载复杂工作状态，提供丰富保护与诊断功能，可实现负载开路诊断，对地短路诊断，对电池短路诊断，协助客户开发符合ASIL-B或者更高系统级功能安全标准产品。

  集成细分与堵转检测：为汽车空调系统与头灯系统提供细分集成步进驱动解决方案，纵享丝滑；提供Sensorless/无霍尔传感器堵转检测，简化系统模块设计，优化成本。

  纳芯微致力于提供使用在新电子电气架构下区域控制器马达驱动解决方案，多通道低边NSD56系列与NSD83半桥产品支持传统BCM（Body Control Module）与车身跨域(Body Domain Controller Unit)控制器方案；多通道半桥NSD83与多通道半桥预驱NSD36系列支持最新区域控制器（Zonal Controller Unit）；集成式直流有刷驱动产品NSD73系列支持中小电流电机负载。针对区域控制器各种不一样马达/继电器/LED等负载推荐方案如下：

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