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从2018年2月公布企业发展战略至今,Cree就像“打通了任督二脉”一般,重心从全力推动LED照明变革逐渐转向了SiC、GaN功率和射频器件业务的发展,一改以往季度员工大会大篇幅回顾LED器件业务,然后稍微介绍一下照明业务的情况,最后临了才顺嘴提一下功率和射频器件的作风,转而以在车用SiC晶圆及元器件界合纵连横,迅速抢占市场;与相关厂商或合作或并购,打通上下产业链合作;投资设厂不断扩大SiC和GaN产能的强势姿态,展现出了向功率半导体公司转型的决心。

在国际半导体竞争格局愈加激烈的情况下,近两年来Cree公司不断从以下几个方面加强战略调整,加速企业转型:

PART 01

通过或并购或合作的方式,不断扩大SiC和GaN的产能,降低成本;

随着SiC技术的发展,SiC电子器件和电路的上下产业链已基本完善,主要包括衬底—外延—器件(设计,制造,封测)—应用和方案—终端产品应用。在这其中,衬底和外延都属于SiC产业的上游环节,不论是从最终器件的性能还是成本因素来看,都支撑整个产业的发展。

SiC在功率半导体的应用场景

目前而言,作为SiC和GaN第三代半导体产业发展的先行者和领头羊,Cree在衬底和外延领域的发展都有着绝对的领军优势,市场占有率达到了50%左右,近两年更是“一片难求”。为了进一步扩大产业优势,完善以SiC材料为核心,不断拓展产业价值链,自2018年以来,Cree不断通过并购或合作的方式深耕SiC材料产业:

2018年2月,Cree宣布与英飞凌签署长期协议,为英飞凌生产和供应150 mm SiC晶圆片,帮助英飞凌在包括光伏逆变器和电动汽车等高增长市场扩展产品供应;

2019年1月,Cree宣布与意法半导体签署多年协议,为意法半导体生产和供应价值2.5亿美元的150mm SiC裸片和外延片;

Cree North Fab

2019年5月,Cree宣布将投资10亿美金用来扩大SiC的产能,包括整合一座8寸晶圆厂(4.5亿投资用于North Fab,增建工厂和产能)和一座SiC材料工厂(4.5亿美金用于mega factory,剩下的1亿美金用于SiC其他业务的相关投入),将其SiC材料和晶圆制造的能力(相比于2017年的Q1)扩张30倍;

2019年8月,Cree宣布与安森美半导体签署多年期协议,将为安森美半导体生产和供应价值8500万美元的SiC裸片和外延片,用于EV电动汽车和工业应用等高速增长的市场;

2019年11月,Cree与意法半导体扩大并延伸现有多年长期SiC晶圆供应协议至5亿多美元。

一连串的大动作,都是Cree在进行SiC、GaN的布局,通过强强联手,并购投资等方式全面进入市场,加速产业化进度加速,扩大规模、锁定货源。作为Cree旗下的Wolfspeed公司,在历经了生不逢时的沉寂之后,也终于发挥出了它主营功率与射频的本色,迎来了正确的时代,进入了发展的快车道。

PART 02

调整业务领域,一方面收缩或放弃传统业务或毛利较低的业务,一方面积极拓展高增长、高毛利的新领域;

谈到放弃传统业务或毛利较低的业务,就是我们在一开头讲到的Cree大事记:2019年3月15日,Cree公司将LED照明部门卖给美国Ideal Industries公司。由于LED照明市场风光不再,Cree及时转换跑道,转投化合物半导体射频和功率应用市场。

Yole对SiC功率器件应用空间、容量和各自占比的预测

在这其间,眼光独到的Cree看到了5G通信和新能源汽车市场的强大需求。在汽车中,用到功率器件的地方很多,尤其是新能源汽车的快速普及,IGBT、SiC MOSFET芯片的需求呈现出日益增加的趋势,无论是续航、快充,功率器件都在其中发挥着重要作用。在5G通信领域,随着移动通信基站对高频率和高功效的要求进一步提高,GaN射频器件成为基站功率放大器的优选解决方案。

而这些,都正中Cree的下怀,SiC单晶技术是Cree的核心产品,而基于此布局的SiC衬底、外延、SiC和GaN LED芯片、SiC功率器件、GaN射频器件,也都是Cree的优势所在

Cree首席执行官 Gregg Lowe 先生对此曾表示:“我们不断地看到在汽车和通讯设施领域采用 SiC的优势来驱动创新所产生的巨大效益。而Cree 的技术处于汽车行业向零排放电动汽车过渡、电信行业转向更快的 5G 网络以及 LED 特种应用持续增长趋势的最前沿。我们在碳化硅和氮化镓领域的领先地位使我们能够充分利用这些技术为我们的客户提供的巨大优势。”

Cree 现任首席执行官 Gregg Lowe

2019年5月10日,Cree成为大众汽车集团FAST(Future Automotive Supply Tracks, 未来汽车供应链)项目SiC碳化硅独家合作伙伴,Cree与其构建了一级(Tier1)紧密合作,通过功率模块供应,为未来的大众汽车集团汽车提供SiC碳化硅基解决方案;

2019年9月9日,Cree与德尔福科技开展汽车碳化硅(SiC)器件合作,将旗下产的SiC Mosfet用于德尔福科技为某一全球顶级汽车制造商设计的800V电控逆变器;

2019年11月5日,Cree与采埃孚达成合作,协助采埃孚在2022年之前正式推出SiC电动化动力系统;

2019年11月18日,Cree与ABB电网事业部达成协议,ABB将采用Cree旗下 的Wolfspeed SiC基半导体,共同扩展SiC在快速增长大功率半导体市场的应用。

大众汽车集团FAST合作伙伴选拔仪式上

Gregg Lowe与采购连接主管Michael Baecker的合影

通讯领域,Cree也是不遗余力,凭借着早期GaN射频器件部门服务于美国军工经验,通过为NXP/Freescale、Infineon、RFHIC等基站射频器件企业代工,成功进入GaN射频器件市场。

虽然在基站领域的市场份额方面,Cree不及华为的供应商住友电工,但是2018年反收购全球第四大基站射频器件供应商英飞凌公司射频器件部门,提升了Cree在移动通信用GaN射频器件领域的设计能力和封装测试能力,为与行业巨头一较高下,快速占领通信市场打下了坚实的基础。

Cree对Infienon RF部门收购后的实力增强

PART 03

推广和应对新技术,特别是包括SiC、GaN在内的新材料应用。

在SiC和GaN第三代半导体的技术方面,从发布第一片商用SiC衬底材料、推出首个工业用的GaN-on-SiC射频器件、推出业界首款商用碳化硅功率MOSFET,到推出业界首款商用50 A SiC整流器系列,Cree始终站在前沿,这次也不例外。为了引领第三代半导体材料产业的发展,迎合市场的新需求,Cree也不断在进行技术突破。

业界首个SiC MOSFET

自2016年10月,Cree旗下的Wolfspeed推出了业界首款1000V SiC MOSFET,可以降低整体系统成本、提高系统效率并缩小系统尺寸,以及2018年2月推出了对抗恶劣环境且有长期使用寿命的SiC MOSFET WAS300M12BM2之后,2018年8月又推出了E-系列碳化硅半导体器件。Wolfspeed E-系列是首个实现商业化量产且通过AEC-Q101 认证和符合PPAP要求的SiC MOSFET与二极管产品家族,满足高湿度环境和汽车认证要求,提供目前功率市场上最具可靠性和耐蚀性的器件。

随着符合汽车相关认证的新型SiC MOSFET推出,Wolfspeed成为首个且唯一一个SiC半导体厂商拥有全系列汽车级产品组合,适配电动汽车EV市场的需求

Wolfspeed 650V系列SiC MOSFET

除此以外,在GaN领域,Cree凭借着2004年收购Advanced Technology Materials(ATMI),在获得GaN衬底和外延的产能以外,还将ATMI于90年代申请的主要GaN专利家族纳入了其知识产权组合中

目前,Cree的GaN专利组合包括超过1,200项美国和外国授权专利,其中包括超过450项与GaN射频和电力电子相关的授权专利。2018年,Cree通过专利授权的方式,将GaN领域的基础专利授权给安世半导体(Nexperia)公司,共同合作开拓Si基GaN功率器件市场。

无疑,Cree的这条路走对了,不断延伸以SiC、GaN材料为核心的应用价值链,使其在功率电子应用的SiC和用于射频应用的GaN领域走出了自己的一片天地并且不断强大。

在用于制造GaN-on-SiC射频器件的高纯半绝缘SiC衬底市场,Cree的市场份额可达90%。除此以外,Cree依托SiC衬底材料领域的核心竞争力,不断向GaN-on-SiC射频器件和SiC功率器件领域延伸。2016-2019财年,GaN射频器件和SiC功率器件的年均增速分别达到了29%和51%

19年出售LED照明业务,转向Wolfspeed的功率和射频业务,也是Cree公司转型发展战略,从这两年的发展轨迹可以看出,Cree基本是多管齐下,全面布局,向半导体领导者进发,真可谓是“在下一盘大棋”啊!

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