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從PMIC缺貨看到的

2020-11-30
來源:半導體行業(yè)觀察
關鍵詞: PMIC CPU 芯片

  每次iPhone有新品發(fā)布,總會有人立即分解,。每當有新品發(fā)布,,率先入手,,分解并逐一查看里面采用了哪些部件并公布在“Teardown(分解)”這一網站上。

  在以半導體為首的電子零部件行業(yè),這是慣用做法,由于互聯(lián)網的普及,,在這些信息公布之前,新品就已經在各家公司的實驗室分解,。對于電子產品行業(yè)的相關人士來講,,下面的信息至關重要。

  采用主CPU的客戶的工程小組是如何靈活運用CPU的特性,、性能,,并如何進行基板設計的(尤其是導熱設計、Air Flow等),,了解這些有助于新品的研發(fā),。

  從DRAM、Flash等必須品的品牌可以如實地了解如今競爭對手企業(yè)的水平,。假如某個廠家發(fā)生了嚴重的供給不足問題,,也可以了解被誰家的產品取代了,。

  尤其是有關設計的BOM(Bills Of Materials:零部件表),是決定各零部件市場價格的重要指標,。

  分解了最近蘋果發(fā)布的iPhone12后,并公開了其內部采用的零部件,。果然吸引人眼球的還是作為主CPU的A14,、5G 調制解調芯片、有機EL顯示屏等產品,,近期有新聞指出,,由于近期的功率元件的供給不足問題,iPhone 12的生產停滯,。不管搭載的CPU有多么高端,,少一個不起眼的功率元件,也無法組裝成最終產品,。

  功率元件領域的經驗

  筆者在半導體領域的大部分經驗源于在AMD銷售LSI產品,,后來又銷售了五年的硅晶圓,后來筆者又積累了很多有關半導體供應鏈的經驗,。其中,,對筆者而言,新的體驗是以功率MOSFET為代表的功率元件行業(yè)的經驗,。

  最近的功率元件的技術潮流主要是面向于SiC(碳化硅),、GaN(氮化鎵)等新材料,但大部分市場還是由硅占據,。日本半導體企業(yè)已經徹底放棄LSI,,而功率半導體還健在,大部分的日本功率半導體廠家在采用了6\8英寸晶圓的Fab里生產各式各樣的元件,。

  筆者曾在AMD積累了大量的有關高性能CPU,、大容量存儲半導體行業(yè)的經驗,然而由于功率元件領域的技術不同于其他,,因此開始的時候相當“迷惑”,。LSI的制程大致如下:多采用12英寸晶圓,且使用硅晶圓的表面做成由幾億個晶體管組成的復雜線路,,在對線路進行細微加工,,制成LSI;而功率元件與之不同,,大部分功率元件廠家(除去一部分大型廠家)都采用6/8英寸晶圓,,且硅的性能直接與元件本身的性能掛鉤。

  由于在生產硅錠(Silicon Ingot)時注入的少量不純物的種類,、電阻值,、氧濃度、生命周期等硅材料的物性都是重要的指標,且提交給客戶的規(guī)格書涉及很多復雜詳細的技術信息,,因此對于僅有銷售,、市場營銷經驗的筆者而言是十分困難的。結果,,筆者連一份規(guī)格書也沒有做出來,,全部拜托給了技術部。

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  硅表面的電阻值的均一性是十分重要的指標,。

 ?。▓D片出自:筆者收藏)

  如今,外延(Epitaxy)的處理能力左右著供應鏈

  對于功率元件的生產而言,,不可或缺的一個重要工序是“外延(Epitaxy)工序”,,通過正確地“外延生長”,以及在高溫“外延爐”內對襯底(Bulk Wafer,,進行高純度鏡面研磨后)的表面噴射硅烷(Silane Gas)等氣體并成膜,,使元件的高速化、高耐壓化,、高信賴性成為可能,。

  能否精確地完成以上工藝直接關系到功率元件的性能、良率,。但是,,以上這個工藝花費大量的功夫和時間,大部分情況下,,晶圓提供方很難提出一個滿足成本的合理價格,。筆者認為,由于新晶圓的認證需要花費較長的時間,,因此對晶圓銷售方來說也不是盈利性高的業(yè)務,。近期由于功率元件的緣故,筆者比較關注下記信息,。

  Apple的最新品iPhone12的生產因功率元件供給不足而停滯,。

  臺灣的大型智能手機半導體解決方案公司-—Media Tek收購了原英特爾持有的功率技術部門-—“Enpirion”。

  為增強功率元件的供給,,作為Fabless的Media Tek購入了價值約16億新臺幣的生產設備,,并借給其Foundry合作伙伴---PowerChip(新聞中雖沒有明確的記錄,筆者推測此次購入的設備中包含“外延爐”,。)

  ASM產的單片式外延爐,。

微信圖片_20201130165532.jpg

  (圖片出自:筆者收藏)

  據新聞報道稱,英特爾的Enpirion部門原是收購FPGA廠家--Altera時附帶收購的,,結果也沒有實現(xiàn)盈利,。新聞報道大概是想強調功率半導體業(yè)務的難做程度,。通過為智能手機的半導體提供解決方案而正在風頭上的Media Tek的未來究竟如何呢?我們拭目以待,。

  實際上,,半導體供應鏈涉及很多材料、設備,、技術,、工藝,關鍵領域的關鍵零件的供給問題對于最終產品的生產至關重要,。

  實現(xiàn)高速化、節(jié)能化等附加值的產品將會成為未來電子技術的趨勢,,因此未來功率元件的價值也會越來越高,。

  臺積電躍躍欲試

  電源管理芯片(PMIC)緊到不行,供應鏈消息傳出,,臺積電決定親自出馬,,從第三代半導體新材料GaN(氮化鎵),擴充產能,,甚至采用專利授權方式,,從GaN快充切入,除解決電源芯片管理短缺的需求,,市場也傳出可能顯示Apple正在考慮未來將轉進GaN快充方案,。

  今年面臨疫情、華為囤貨,,8吋晶圓代工和封測產能吃緊,,加上下游電子需求反彈,多校加乘因素,,讓電源管理芯片供不應求的現(xiàn)象遲遲無法紓解,。

  為擴大PMIC產品線,IC設計廠聯(lián)發(fā)科透過子公司立锜,,以8500萬美元收購英特爾(Intel)旗下Enpirion電源管理芯片產品線,,美國模擬IC大廠ADI更斥資210億美元購并Maxim Integrated。

  電源管理芯片強勁需求成為近期產業(yè)的燃眉之急,,最上游的晶圓代工龍頭也有相關因應,,供應鏈消息指出,近期臺積電買了Aixtron的機臺放進晶電的竹南工廠,,以專利授權的方式給晶電代工GaN的快充產品,。

  臺積電今年開始小量提供6吋GaN晶圓代工服務,但目前臺積電GaN的產線已滿載,,現(xiàn)在電源相關的需求太過強勁,,急單加量都加不進去,。

  電源管理迎來產業(yè)旺季,連帶也將帶動快充技術興起,,因5G智能機為提高電池續(xù)航,,具輕薄短小、高轉換效率的氮化鎵(GaN)技術被多應用在Type-C接口快充充電器,,市場預期明年將逐步成為市場主流,。

  供應鏈也指出,目前GaN快充技術都是中國手機品牌在使用,,因為今年Apple iPhone 12將不再隨機附贈充電器,,后續(xù)可能將帶動更多ODM/OEM廠跟進,也有聽說Apple也在考慮要轉到GaN的方案,,快充市場有望快速起飛,。

 


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