Chinesische Leistungshalbleiter, Umkehrschlag
In jüngster Zeit hat der globale Halbleiterriese onsemi angekündigt, eine tiefe Partnerschaft mit Innosecure einzugehen. Beide Unternehmen werden sich auf Innosecures führende 8-Zoll-Silizium-basierte GaN-Prozessplattform stützen, um zusammen die nächste Generation von hocheffizienten Leistungshalbleitern zu entwickeln. Schon im August dieses Jahres war Innosecure als einzige chinesische Chipunternehmen in die Liste der Partner von NVIDIA für die 800V-Gleichstromversorgungsarchitektur aufgenommen worden und bietet für dessen AI-Rechenzentren eine ganzheitliche Galliumnitrid-Lösung an, um die Leistungsdichte eines einzelnen Schaltschrankes über 300 kW zu bringen.
Das Streben internationaler Giganten nach Partnerschaften mit chinesischen Technologieführern deutet auf eine tiefgreifende Branchenveränderung hin.
Von der passiven Nachfolge zur aktiven Wahl, von der technologischen Abhängigkeit zur Rückwärtsbeeinflussung - die in den letzten Jahren aufgetretenen Branchenhotspots und Industriedynamiken weisen gemeinsam auf einen unbestrittenen Trend hin: Im Bereich der Leistungshalbleiter, den Kernkomponenten für zukünftige Branchen wie Elektromobilität, Photovoltaik und Energiespeicher sowie AI-Rechenzentren, schaffen chinesische Unternehmen eine "Umkehrung der Lage" mit bisher unbekannter Geschwindigkeit und Intensität und rücken von der Peripherie der globalen Industrie in den Mittelpunkt der Bühne.
Wenn man die Vergangenheit betrachtet, war die chinesische Halbleiterindustrie in den letzten Jahrzehnten lange Zeit in die Abhängigkeit von Importen hochwertiger Produkte und den Mangel an Kerntechnologien verstrickt, insbesondere im Bereich der Leistungshalbleiter. Die Lieferung von Schlüsselkomponenten wurde lange Zeit von internationalen Giganten kontrolliert, was die Branchenentwicklung einschränkte.
In den letzten Jahren jedoch hat sich mit der Veränderung der globalen Handelsstruktur und der fortschreitenden Umsetzung der Strategie der Eigenständigkeit und Selbstkontrolle sowie der Welle des chinesischen Ersatzes die chinesische Halbleiterbranche in eine Phase des beschleunigten Durchbruchs gebracht und in mehreren Teilbereichen Durchbrüche erzielt. Dabei ist der Bereich der Leistungshalbleiter als Kernkomponente für viele strategische aufstrebende Branchen der Vorreiter für die Umkehrung der Lage der chinesischen Halbleiterindustrie geworden.
Die Geschichte von Innosecure ist vielleicht nur ein Beispiel für das Aufstieg der Branche.
Wenn man die gesamte Branche betrachtet, gehen globale Leistungshalbleiterriesen mit chinesischen Unternehmen in bisher unbekannter Breite und Tiefe eine umfassende Partnerschaft ein, von gemeinsamer Forschung und Entwicklung über Kapazitätsaufbau bis hin zur Bindung der Lieferkette. Gleichzeitig rücken auch eine Reihe von einheimischen Leistungshalbleiterunternehmen beschleunigt auf und bemühen sich, ein eigenständiges und kontrollierbares Branchenökosystem aufzubauen.
Warum geschieht diese Umkehrung der Lage? Welche Kernlogik steckt dahinter? Wo steht die chinesische Leistungshalbleiterbranche derzeit? Welche Herausforderungen und Chancen gibt es auf dem Weg von der "Parallelfahrt" zur "Spitzenstellung"?
Mit diesen Fragen versuchen wir, diese laufende Branchenveränderung zu verstehen, indem wir die Schlüsselpartnerschaften aufarbeiten und die Branchenlage und die Logik des Durchbruchs analysieren.
Die "Landung" der Giganten signalisiert Veränderungen
Die Partnerschaftswahlen globaler Leistungshalbleiterriesen sind die direkteste Bestätigung der Stärke der chinesischen Branche.
In jüngster Zeit hat onsemi in der Galliumnitrid-(GaN-)Branche eine tiefe Partnerschaft mit Innosecure, dem Marktführer in der GaN-Branche, eingegangen. Kern der Partnerschaft ist die Nutzung von Innosecures reifer 8-Zoll-Silizium-basierten GaN-Prozessplattform, mit einem Schwerpunkt auf dem Bereich der Mittel- und Niederspannungs-Leistungshalbleiter von 40 - 200 V. Beide Unternehmen werden gemeinsam hocheffiziente Leistungshalbleiter für Märkte wie Industrie, Automobil, Telekommunikationsinfrastruktur, Konsumelektronik und AI-Rechenzentren entwickeln, um den Marktanteil von Mittel- und Niederspannungs-GaN-Leistungshalbleitern zu erweitern.
onsemi wird seine tiefgreifenden Erfahrungen in Systemintegration, Treibern und Verkapselung einbringen, so dass beide Unternehmen sich in Technologie und Kapazität ergänzen. Durch diese Partnerschaft wird ein globaler GaN-Herstellungssystem mit hoher Kapazität und optimierten Kosten aufgebaut, um die Markteinführung von hocheffizienten Leistungshalbleitern zu beschleunigen. Innosecure wird auch erfolgreich von onsemis globalen Zertifizierungswegen und Kundenressourcen für die Automobilbranche profitieren und einen Sprung von der Schnellladebranche für Konsumelektronik in den Automobilmarkt und andere hochwertige Märkte schaffen. Die von beiden Unternehmen gemeinsam entwickelten kostengünstigen GaN-Lösungen decken auch vielfältige Anwendungen wie Motortreiber für Industrieroboter und DC-DC-Wandler für AI-Rechenzentren ab.
Laut Marktprognosen wird GaN bis 2030 etwa 2,9 Milliarden US-Dollar (11%) am globalen Markt für Leistungshalbleiter einnehmen, mit einer geschätzten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 42% zwischen 2024 und 2030. Vor diesem Hintergrund plant onsemi, im ersten Halbjahr 2026 entsprechende Musterprodukte vorzustellen, um ein win-win-Szenario zu erzielen und die globale Verbreitung der GaN-Technologie zu beschleunigen.
Im Vergleich zur Partnerschaft zwischen onsemi und Innosecure geht die Partnerschaft zwischen STMicroelectronics (ST) und Sanan Optoelectronics noch einen Schritt weiter. Beide Unternehmen haben nicht nur eine Zusammenarbeit in Kerntechnologien vereinbart, sondern auch gemeinsam eine Fabrik für Siliziumcarbid-Herstellung geplant, mit einer geplanten jährlichen Kapazität von Hunderttausenden von Wafern.
Im Juni 2023 wurde das Projekt der Chongqing Sanan STMicroelectronics Siliziumcarbid-Fabrik in Chongqing unterzeichnet. Laut Angaben wird diese von Sanan Optoelectronics und ST gemeinsam gegründete 8-Zoll-Siliziumcarbid-(SiC-)Leistungshalbleiter-Joint-Fabrik STs proprietäre SiC-Herstellungsprozess-Technologie nutzen und als exklusive Auftragsfabrik für ST fungieren, um die Bedürfnisse seiner chinesischen Kunden zu befriedigen. Laut Planung wird die Gesamtinvestition nach Fertigstellung der Joint-Fabrik etwa 23 Milliarden Yuan betragen, und sie wird die erste 8-Zoll-Serie zur Massenproduktion von Automobil-SiC-Leistungshalbleitern in China werden.
In den letzten über einem Jahr ist der Bau wie geplant fortschrittlich: Im November 2024 wurde die Bedingung für die "Inbetriebnahme" erreicht, und am 27. Februar 2025 wurde die Linie fertiggestellt. Laut Planung wird die Joint-Fabrik im vierten Quartal 2025 in Betrieb gehen und voraussichtlich 2028 volle Kapazität erreichen, um besser die Bedürfnisse der chinesischen Elektromobilitätsbranche, der industriellen Stromversorgung und der Energiebranche zu befriedigen.
Als erste 8-Zoll-Serie zur Massenproduktion von Automobil-SiC-Leistungschips in China zeigt dieses Projekt STs Anerkennung der chinesischen Wertschöpfungskette. Mit der Unterstützung der ST-SiC-Wafer-Joint-Fabrik, in Kombination mit Sanans SiC-Substrat-Fabrik und der erweiterten Nachbearbeitungs- und Testkapazität von ST, wird ST eine vollständige lokale 8-Zoll-SiC-Lieferkette aufbauen, um bei der Gewährleistung hoher Qualitätsstandards durch die Verbesserung der Produktivität und die Optimierung der Logistik kostengünstige SiC-Produkte und maßgeschneiderte Lösungen für einheimische Hersteller anzubieten.
Die Bildung einer vollständigen 8-Zoll-SiC-Wertschöpfungskette in China, die von Substrat über Epitaxie bis hin zu Wafer und Verkapselung reicht, trägt dazu bei, die Resilienz der Lieferkette der relevanten chinesischen Branchen zu verbessern. Dies markiert auch weiter, dass das Zentrum der globalen SiC-Hochtechnologie-Herstellung nach China verschiebt und erheblich die Stellung Chinas in der SiC-Wertschöpfungskette verbessert.
Infineon hat seine Partnerschaft bis in die oberste Ebene der Materialien ausgeweitet und im Jahr 2023 langfristige Lieferverträge mit den beiden chinesischen SiC-Substrat-Giganten Tianyue Advanced und Tianke Huachuang geschlossen, um sicherzustellen, dass es einen wettbewerbsfähigen Zugang zu Siliziumcarbid hat.
Laut Vertrag wird Tianyue Advanced Infineon hochwertige und wettbewerbsfähige 150-mm-SiC-Substrate und -Kristallstäbe für die Herstellung von SiC-Halbleitern liefern; Tianke Huachuang wird Infineon hochwertige und wettbewerbsfähige 150-mm-SiC-Wafer und -Kristallingot für die Herstellung von SiC-Halbleiterprodukten liefern, wobei der Lieferbetrag voraussichtlich einen zweistelligen Anteil an Infineons langfristigen Bedarf ausmachen wird. Die erste Phase konzentriert sich auf 150-mm-SiC-Materialien, und in Zukunft werden auch 200-mm-SiC-Materialien angeboten, um Infineons Übergang zu 200-mm-Wafern zu unterstützen.
Durch die technologischen Durchbrüche einheimischer Unternehmen im Bereich der großformatigen SiC-Substratmaterialien wird nicht nur die stabile Lieferung von Rohstoffen für Infineons globale Produktion von Kernkomponenten gewährleistet, sondern es entsteht auch ein komplementäres und gewinnbringendes Muster von "chinesisches hochwertiges Material + internationale fortschrittliche Herstellung". Dieser Partnerschaftsmodus bestätigt weiter die globale Wettbewerbsfähigkeit Chinas im Bereich von SiC.
Darüber hinaus setzen noch mehr internationale Unternehmen ihre Partnerschaften mit chinesischen Herstellern intensiv fort, was zu einer Anhäufung globaler Ressourcen in der chinesischen Branche führt. Das japanische Unternehmen ROHM hat im Jahr 2023 offiziell einen langfristigen strategischen Kooperationsvertrag mit Tianke Huachuang unterzeichnet, der sich auf die Verbesserung der Leistung und die Kostenoptimierung von SiC-Substraten konzentriert. ROHM hat die 6-Zoll-leitfähigen SiC-Substrate von Tianke Huachuang in seine Lieferkette aufgenommen, um die Produktion seiner Automobil-SiC-Bauelemente zu unterstützen. Tianke Huachuang ist bereits einer seiner wichtigen Substratlieferanten geworden.
Panasonic und BYD haben im Jahr 2024 ein gemeinsames Forschungsprojekt für GaN-Leistungshalbleiter gestartet. Beide Unternehmen entwickeln gemeinsam auf der Grundlage der GaN-Technologie hocheffiziente und leistungsdichte-hohe Stromversorgungsmodule für Anwendungen wie Schnellladen von Elektromobilen, um die Ladeleistung des gesamten Fahrzeugs zu verbessern.
Das niederländische Unternehmen NXP hat seine Partnerschaft mit StarPower Semiconductor im Bereich der Automobil-IGBTs und Leistungsmodeln vertieft. Mit NXPs internationalem Markterfahrung und Vertriebskanälen fördern beide Unternehmen gemeinsam die Entwicklung von Produkten, die globalen Standards entsprechen, und den Marktzugang, um StarPower Semiconductor bei der Expansion seines Auslandsmarktes für hochwertige Automobilkunden zu unterstützen.
Es ist erwähnenswert, dass das japanische Halbleiterriese Toshiba auch einmal einen Kooperationsvertrag mit Tianyue Advanced unterzeichnet hatte und eine tiefe Zusammenarbeit im Bereich der SiC-Leistungshalbleitertechnologie und der Substratlieferung geplant hatte. Obwohl diese Zusammenarbeit schnell aufgrund externer, nicht-kommerzieller Faktoren beendet wurde, bestätigt dieser kurze Kooperationszwischenfall aus der Seite die technologische Vorreitertstellung chinesischer Unternehmen im Bereich von SiC, die von internationalen Spitzenriesen anerkannt wurde. Selbst wenn es Widerständen begegnet, suchen internationale Giganten weiterhin aktiv nach technologischen Verbindungen mit chinesischen Unternehmen, und die industriellen Vorteile der chinesischen Leistungshalbleiter können nicht mehr ignoriert werden.
Man kann beobachten, dass im Bereich der dritten Generation von Halbleitern und Leistungshalbleitern, die auf SiC und GaN basieren, die Partnerschaften zwischen internationalen Giganten und einheimischen Herstellern immer tiefer und vielfältiger werden. Von der ursprünglichen Technologielizenzierung und Produktdistribution entwickeln sich die Partnerschaften schrittweise zu einer tiefgreifenden Zusammenarbeit wie gemeinsame Forschung und Entwicklung, Kapazitätsaufbau und Bindung der Lieferkette. Diese Veränderung ist ein wichtiges Zeugnis für den Aufstieg der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie.
Das aktive Suchen nach Partnerschaften internationaler Halbleiterriesen ist im Wesentlichen eine hohe Anerkennung der umfassenden Stärke chinesischer Unternehmen bei Kerntechnologiedurchbrüchen, Kapazitätsausbau, Verbesserung des Branchenökosystems und Freisetzung des Marktpotenzials. Eine Reihe von markanten Partnerschaftsbeispielen zeichnet deutlich den Aufstiegsweg der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie.
Darüber hinaus rücken auch eine Reihe von einheimischen Unternehmen wie Xinlian Integrated, Silan Microelectronics, Yangjie Technology, China Resources Microelectronics, Zhaoxin Semiconductor, Jibensemi und Renergy Semiconductor beschleunigt auf und erzielen schrittweise Durchbrüche in den Bereichen der Leistungshalbleiterentwicklung, Herstellung, Verkapselung und Test. Mit kostengünstigen Produkten und einer schnellen Marktantwortfähigkeit erobern sie schrittweise den einheimischen und internationalen Marktanteil und werden die Kernkraft für die Umkehrung der Lage der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie.
Dies markiert auch, dass die chinesische Leistungshalbleiterindustrie von einzelnen Durchbrüchen zu einem umfassenden Ökosystemaufbau übergegangen ist, der die Kombination von IDM und spezialisierter Arbeitsteilung beinhaltet, und die Eigenversorgungskapazität wird ständig verbessert.
Insgesamt bilden die starke Aufstieg der einheimischen Unternehmensgruppe und die internationale Zusammenarbeit zusammen die Kernkraft für die Umkehrung der Lage der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie.
Das Geheimnis der Umkehrung - Die Trias von Markt, Nische und Ökosystem
Wenn man die heutige chinesische Leistungshalbleiterindustrie betrachtet, hat sie sich von einem Verfolger in der Vergangenheit zu einem starken Wettbewerber auf dem globalen Markt entwickelt.
Laut Branchenzahlen erreichte der Markt der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie im Jahr 2024 einen Umsatz von 105,775 Milliarden Yuan und behielt weiterhin die Position des größten Verbrauchermarktes weltweit bei, was eine starke Entwicklungstragfähigkeit zeigt. Die Eigenproduktionsquote steigt kontinuierlich an.
Nach Angaben von Branchenmitarbeitern beträgt die Eigenproduktionsquote von Mittel- und Niedrigleistungsbauelementen wie Dioden und Transistoren bereits über 80% und dominiert in traditionellen Märkten wie Beleuchtung und Haushaltsgeräten. Das Marktanteil chinesischer SiC-Hersteller wird in diesem Jahr voraussichtlich um 10 - 15 Prozentpunkte im Vergleich zum Vorjahr steigen, und bis Ende dieses Jahres kann die Eigenproduktionsquote bis zu 20% erreichen und wird voraussichtlich in den nächsten 3 - 5 Jahren 50% überschreiten.
In Bezug auf die technologische Ebene haben chinesische Unternehmen auch entscheidende Durchbrüche erzielt und entwickeln sich im Bereich der SiC-Substrate und Epitaxieschichten parallel zu den internationalen Wettbewerbern. Einige Produkte führen sogar lokal voran.
Nehmen wir die SiC-Epitaxieschichten als Beispiel. Im Jahr 2024 war Tianyu Semiconductor sowohl in Bezug auf den Umsatz als auch auf die Verkaufsmenge der Marktführer auf dem chinesischen SiC-Epitaxieschichtmarkt, mit einem Marktanteil von 30,6% und 32,5% respektive, und auf dem globalen Markt rangierte es auf Platz drei mit 6,7% und 7,8%.