意法半导体（ST）技术与制造战略规划概述

楼市 2024-11-21 22:34 重庆

意法半导体（ST）在技术与制造领域的战略规划涵盖了多个关键方面，旨在通过整合内部制造优势与外部合作资源，运用先进技术推动产品创新，优化制造布局与产能，以适应市场变化、满足客户需求并提升公司整体竞争力。

### 1. 战略核心与制造模式

- ST的技术和制造策略是推动业务发展的关键要素，其核心在于将内部制造与合作伙伴关系有机结合。内部制造具备敏捷且有竞争力的布局，能够为客户构建可靠的供应链，同时借助专有技术实现产品的差异化竞争。此外，ST与领先的代工厂（如台积电、三星等）以及外包半导体封装测试厂（OSAT）开展合作，借此获取先进技术并拓展地理市场覆盖范围，进一步丰富产品组合，完善内部制造版图。

### 2. 制造路线图与全球布局

- **硅晶圆产能转型**：加速从200mm向300mm硅晶圆产能的过渡，这一举措有助于提高生产效率、降低成本并增强在半导体市场中的竞争力。

- **测试业务整合**：将测试业务集中整合至两个枢纽，优化测试流程，提升资源利用效率，确保产品质量的一致性和可靠性。

- **碳化硅制造布局**：在意大利卡塔尼亚构建200mm碳化硅垂直整合制造基地，并在中国建立合资企业，打造完整的中国本土供应链，充分发挥碳化硅在功率半导体领域的优势，满足汽车、工业等领域对高性能功率器件不断增长的需求。

- **全球制造网络分布**：ST在全球范围内布局了多个前端晶圆厂和后端组装测试工厂，包括意大利的Agrate和Catania、马来西亚的Muar、中国的深圳、法国的多个城市、摩洛哥的Bouskoura以及马耳他的Kirkop等，形成了一个全球化、协同化的制造网络，确保产品的高效生产与供应。

### 3. 技术创新与差异化优势

- **多元化技术产品线**：ST拥有广泛的技术产品线，涵盖智能功率（如BCD技术）、MEMS（用于传感器和微执行器）、分立器件（功率MOSFET、IGBT）、宽禁带半导体（碳化硅、氮化镓）、FD - SOI CMOS、FinFET（通过代工厂合作）、模拟与射频CMOS、垂直智能功率、硅光子学、嵌入式非易失性存储器（eNVM）以及光学传感解决方案等领域，为不同应用场景提供了丰富多样的技术选择和高性能产品解决方案。

- **专有前端技术创新**：凭借一系列专有前端技术实现产品的差异化竞争。例如，3D堆叠传感器技术在图像传感领域提供了更高的性能和集成度；特殊光学传感工艺增强了光学传感器的灵敏度和精度；功率碳化硅技术的多代产品和多样化应用形式（包括分立器件、功率模块等）满足了高效功率转换的需求；射频CMOS和BiCMOS技术提升了无线通信产品的性能；硅光子学技术推动了高速光通信和光传感领域的发展；先进模拟混合信号技术则为模拟和混合信号处理提供了更优解决方案。

### 4. 封装技术发展与创新集成方式

- **封装技术演进趋势**：封装技术沿着提高功率密度、散热效率、可靠性和集成度的方向持续发展。从传统的引线框架封装（如QFN、QFP、SOIC等）到层压封装（如BGA、CSP等），再到新兴的3D混合键合（W2W / D2W）、异构集成封装（SiP / MCP）以及面板级封装（PLP），ST不断探索创新，以适应电子产品日益小型化、高性能化和多功能化的趋势。

- **Chiplet技术创新**：引入Chiplet作为一种新型、可扩展、高效的集成方式，通过模块化设计，能够针对不同芯片功能优化设计成本、晶圆成本、性能及上市时间。ST为此设立了专门的研发中心，涵盖从芯片架构设计到设计工具开发，再到试点生产线建设（如计划于2026年启用500面板/月产能的PLP Gen2试点生产线）等全方位的工作，致力于推动Chiplet技术的发展与应用。

### 5. 重点产品技术突破与量产成果

- **18nm FD - SOI PCM技术用于MCU**：在18nm FD - SOI相变存储器（PCM）技术应用于微控制器（MCU）方面取得重大突破。该技术具备多项竞争优势，如通过FD - SOI体偏置能力实现出色的能源效率，其嵌入式非易失性存储器已通过汽车领域的严格认证，为汽车电子应用提供了可靠的存储解决方案；在模拟性能方面表现先进，适用于混合信号和射频设计；同时具有成本效益，拥有平面技术中最高的数字和SRAM密度，且eNVM单元尺寸在市场上最小，结构成本低于FinFET解决方案。此外，通过与三星代工厂（韩国）和ST Crolles（法国）建立双源供应体系，确保了供应链的弹性和稳定性。

- **面板级封装量产成就**：ST成功实现面板级封装的大规模生产，采用独特的面板模具电镀工艺，内部生产线日产量超过400万件，且率先实现全自动化光刻生产，在封装技术创新和大规模生产能力方面处于行业领先地位。

### 6. 主要制造基地与产能规划

- **Crolles工厂**：专注于先进CMOS节点和光学产品的大规模生产，产能最高可达20千片晶圆/周（kwpw）。预计到2026年下半年，产能将提升20%，并将集成18nm FD - SOI与ePCM技术，产品广泛应用于汽车、工业和消费电子等领域，在推动先进数字技术发展方面发挥重要作用。

- **Agrate工厂**：主要进行数字、先进BCD工艺的大规模生产，产能最高可达9kwpw。目前生产线已完全合格，产能增长将根据市场需求灵活调整，主要服务于个人电子和汽车领域，为相关产品提供高性能的模拟混合信号和智能功率解决方案。

- **Catania工厂**：作为200mm碳化硅垂直整合制造基地，产能最高可达15kwpw。计划于2024年第四季度完成200mm SiC生产线认证（小型生产线），随后逐步扩大产能，预计在2025年第四季度开始大规模生产。该工厂大量采用机器人、人工智能和机器学习技术，旨在实现高效、可靠的碳化硅器件生产，满足电力电子、新能源汽车等领域对碳化硅功率器件的需求。

- **Chongqing（Sanan JV）工厂**：与三安光电合资的200mm碳化硅前端制造基地，一期产能最高可达5kwpw，二期产能将提升至10kwpw，专注于为中国市场提供碳化硅器件，有力支持中国本土半导体产业的发展。

### 7. 制造协同与区域战略

- **300mm制造中心协同效应**：Agrate和Crolles的300mm工厂之间实现了无缝互操作性，形成紧密的协同关系。双方在技术研发、生产流程优化和产品规划方面相互协作，共同推动模拟混合信号、智能功率（Advanced BCD）、HCMOS、eNVM、成像技术等领域的产品创新与发展，提升ST在高端半导体制造领域的整体竞争力。

- **碳化硅制造生态系统协同**：卡塔尼亚作为碳化硅制造生态系统的核心，承担着碳化硅原材料供应、晶圆加工和前端工艺研发的重要任务；深圳负责测试和封装环节，并不断扩大生产规模；新加坡作为技术枢纽，致力于推动碳化硅晶圆尺寸从150mm向200mm的转换，并为ST - Sanan合资企业提供技术支持；诺尔雪平专注于晶锭和切片研发。各基地之间密切合作、协同创新，共同提升碳化硅制造的整体效率和技术水平，确保ST在碳化硅领域的全球领先地位。

- **中国市场本地化战略**：ST在中国实施本地化运营模式，通过在深圳开展后端组装和测试业务，在重庆建立与三安光电的合资企业进行碳化硅前端制造，构建了完全本地化、可扩展的集成器件制造能力，能够快速响应中国市场的变化和需求。同时，ST选择性地使用本地设备供应商，主要依赖本地材料供应商，有效降低了地缘政治风险，构建了具有成本效益和弹性的供应链。此外，在上海设立应用中心，加强与中国市场的技术合作与应用推广，进一步深化在中国市场的布局，提升市场份额和客户满意度。

### 8. 战略总结与展望

- 通过对制造布局的持续重塑，ST聚焦于Crolles和Agrate的300mm大规模制造工厂，优化200mm产能配置，将150mm硅基传统产品集中于新加坡生产，实现资源的高效利用和制造能力的升级。在技术发展方面，持续投入研发，不断拓展和深化BCD - VIPower、功率、MEMS、成像、HCMOS BiCMOS、eNVM和数字等技术领域的创新，通过先进的封装技术和多技术集成（如Chiplet架构），为市场提供更具竞争力的产品和解决方案。同时，凭借全球化的制造网络、本地化的市场策略以及不断创新的技术实力，ST有望在半导体行业中保持领先地位，为客户创造更大价值，并积极推动行业的发展与进步。

综上所述，意法半导体（ST）在技术与制造领域的战略规划全面且具有前瞻性，通过整合全球资源、创新技术与优化制造流程，致力于在不断变化的市场环境中实现可持续发展并引领行业发展趋势。

与HHGrace在40nm、OFT、BCD/IGBT方面的合作产能通道

意法半导体（ST）与HHGrace建立了合作伙伴关系，在40nm制程技术、氧化物填充沟槽（OFT）技术以及双极 - CMOS - DMOS（BCD）/绝缘栅双极晶体管（IGBT）等方面构建了专属的“Captive capacity corridor”（专属产能通道）。

1. **技术与产品范畴**

- **40nm制程技术**：40nm是半导体制造中的一个重要制程节点，在这个制程下生产的芯片具有一定的性能和成本优势，可广泛应用于多种电子设备中。ST与HHGrace的合作确保了在该制程技术上有稳定的产能，能够满足市场对40nm芯片产品的需求，如某些中高端的逻辑芯片、混合信号芯片等。

- **氧化物填充沟槽（OFT）技术**：OFT技术在半导体器件制造中具有特定的应用，可能涉及到改善器件性能、提高可靠性或优化制造工艺等方面。通过合作产能通道，能够保证基于OFT技术的产品有足够的生产能力，从而为相关应用提供高质量的半导体器件。

- **BCD/IGBT技术**：BCD技术融合了双极、CMOS和DMOS三种器件的优点，适用于智能功率芯片的制造，可用于电源管理、电机驱动等领域。IGBT则是一种在电力电子领域广泛应用的功率半导体器件，常用于电力转换、电机控制等高性能应用场景。双方在这些技术领域的产能合作，有助于稳定供应高性能的功率芯片和功率模块，满足工业、汽车等行业对高效能功率器件不断增长的需求。

2. **合作意义与影响**

- **稳定供应链**：在半导体行业，供应链的稳定性至关重要。这种合作产能通道为ST提供了一个可靠的生产资源保障，确保在40nm、OFT、BCD/IGBT相关产品的供应上不会因产能波动而受到影响。对于依赖这些技术产品的客户来说，能够获得持续稳定的产品供应，有利于其业务的稳定发展。

- **技术协同与优化**：与HHGrace的合作不仅仅是产能上的协作，还可能涉及技术交流与协同优化。双方可以在40nm制程工艺、OFT技术实现、BCD/IGBT器件性能提升等方面共同研发和改进，提高产品质量和生产效率。例如，通过共享生产经验和技术专长，优化制造流程，降低生产成本，同时提升产品的性能和可靠性。

- **市场竞争力提升**：稳定的产能和优化的技术有助于ST在市场竞争中占据有利地位。在快速发展的半导体市场，特别是在汽车电子、工业自动化等对功率器件需求旺盛的领域，能够及时、高质量地供应产品是赢得客户信任和市场份额的关键因素。通过与HHGrace的合作产能通道，ST可以更好地满足市场需求，应对竞争对手的挑战，推动相关技术产品在市场中的广泛应用和发展。

参考：Technology and Manufacturing Fabio Gualandris President, Quality, Manufacturing, & Technology，Capital Markets Day 2024.

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MTQ3NTM0OA==&mid=2247502245&idx=1&sn=f034c47e2d22ad64758822402ac87489

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