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BCD工艺,站上风口

2026-05-19 14:151036kr

近日,中芯国际联合CEO赵海军在2026年一季度财报说明会上强调:车规模拟BCD平台需求旺盛、订单饱满,公司正将产能持续向BCD、存储等需求旺盛的平台倾斜。

这一发言再次点燃了半导体行业对这项成熟工艺的关注。

实际上,从2025年底至今,BCD涨价的消息在圈内持续发酵。中芯国际、华虹、世界先进、联电等行业主要晶圆代工厂纷纷对8英寸BCD工艺代工价格进行调整,涨幅普遍在10%-15%之间,市场甚至将这股势头称为BCD工艺的全面抢购潮。

是时势造英雄,还是英雄早已蓄势待发?

在先进制程竞赛愈演愈烈的当下,这项诞生于40年前的“老工艺”,为何突然成为晶圆厂争相抢占的高价值产能?为何能在AI算力革命、新能源汽车普及的浪潮中,突然站在了舞台中央?这背后究竟发生了什么?

三位一体:Bipolar-CMOS-DMOS的功率革命

BCD工艺,全称Bipolar-CMOS-DMOS工艺,是一种将双极型晶体管(Bipolar)、互补金属氧化物半导体(CMOS)和双扩散金属氧化物半导体(DMOS)集成在同一芯片上的混合工艺技术。

在BCD技术问世前,电源管理、电机驱动等系统面临的多芯片分立方案:用Bipolar芯片处理高精度模拟信号,CMOS芯片负责逻辑控制,DMOS芯片承担高压大电流驱动。这种方案不仅体积庞大、成本高昂,芯片间的引线还会产生寄生电感、电容,导致信号延迟、效率下降、可靠性降低。

BCD工艺的核心理念,就是让这三种性能迥异的器件在同一颗芯片上协同工作,各司其职。

BCD技术架构图

CMOS相当于芯片的“大脑”,负责逻辑控制和数字信号处理。CMOS的优势是功耗极低、集成度高,可以轻松实现复杂的算法和状态机。BJT则是模拟高手,擅长高精度模拟信号处理,是运算放大器、比较器等模拟电路的核心元件。DMOS堪称“功率开关”,负责承受高压、导通大电流,是电源芯片中的功率管。

BCD工艺的真正意义,在于将过去分立的控制芯片、模拟芯片和功率器件合三为一,实现了从多芯片拼凑到单芯片系统的跨越,实现了模拟感知+数字控制+功率执行的全功能集成。

单芯片集成带来的不仅是功能层面的优化,相比传统分立方案,BCD工艺的优势是系统性的,实现了更高效率、更小系统体积、更低损耗和更高可靠性的整体跃升,成为连接高压功率驱动端与低压数字控制端的底层支撑技术。

一场跨越四十年的突围

1985年前后,意大利SGS微电子(意法半导体ST前身)攻克工艺兼容难题,研制出全球首套BCD工艺,并推出首款产品L6202电机全桥驱动器,采用4μm制程,可实现60V/5A功率控制,标志着BCD技术正式诞生。1986年,意法半导体正式推出商业化BCD工艺,2021年IEEE将其评为里程碑技术,认可其在单片多技术集成领域的开创性贡献。

从初期的4微米、仅支持60V电压的原始工艺起步,如今BCD技术已发展到40纳米乃至更先进节点。意法半导体目前已开发至第九代0.11微米BCD工艺和第十代90纳米工艺。华虹半导体提供覆盖1.8V至700V的BCD工艺平台,芯联集成则拥有国内最完整的车规级BCD工艺体系,覆盖55纳米至0.18微米工艺节点,支持5V至650V的高压应用。

截至目前,BCD工艺经过了四十多年的技术演进,其发展沿着更高电压、更大电流、更低功耗、更小尺寸的主线稳步向前。

技术的演进源于应用场景的驱动,而应用场景的变迁则与全球产业潮流的走向紧密交织。

据相关数据显示,全球BCD功率IC市场规模正以稳健的增长率持续扩张,预计2026年将达到31.5亿美元,年增长9.3%。另一项研究则显示,到2034年高压BCD功率IC市场预计达到26亿美元的规模。

但BCD工艺在过去并未完全遵循“摩尔定律”的路径演进,而是分化出三大发展方向:高压BCD,面向工业和能源应用;高功率BCD,侧重汽车电子等大电流高可靠性场景;高密度BCD,聚焦消费电子领域的低电压应用,如手机快充、电源管理芯片等。

可以说,凡是需要“智能控制+功率驱动”的场景,都离不开BCD工艺。三路并行的技术版图,为BCD工艺在不同行业领域的深度融合预留了广阔的商业空间。

涨价潮与供需调整:BCD成为“香饽饽”

2025-2026年,随着全球技术格局的剧变和供应链结构的调整,蓄势已久的BCD工艺迎来其近四十年发展史上的高光时刻——代工价格持续上调,产能供不应求,成为半导体成熟制程中最具景气度的赛道。

这一轮“涨价潮”背后叠加了多个核心驱动力。

AI算力革命,拉动BCD需求爆发

AI算力的爆发成为拉动BCD需求的核心引擎之一。

众所周知,AI数据中心的电力需求极其旺盛,新一代AI服务器单柜功率从普通服务器的3-5kW飙升至15-20kW,核心芯片功耗突破1400W,这意味着每一台AI服务器所需的电源管理芯片数量是普通服务器的数倍。这些高压、高效电源芯片全部基于BCD工艺制造,成为AI算力的能量血管。

TrendForce指出,由于AI服务器对电源密度的需求远高于通用型,且属于供应商优先供货的品项,8英寸晶圆BCD制程因此大幅偏向AI PMIC。

芯联集成的55纳米BCD工艺平台已获得客户项目定点,专门用于制造AI服务器电源中的高效电源管理芯片。芯联集成预计2026年高压BCD业务收入将达到同比增长三倍,AI相关业务收入占比将超过10%。

Tower Semiconductor也于2026年3月推出了第三代BCD LDMOS技术,旨在解决AI数据中心、高端移动电源管理芯片(PMIC)及充电器应用快速增长的功耗需求。

新能源汽车需求重构

新能源汽车彻底重构了BCD的需求结构:

中芯国际在2026年一季度财报会上明确指出,公司车规工艺覆盖逻辑、模拟BCD、嵌入式存储、独立式闪存等多元门类,尤其是车规模拟BCD平台需求旺盛,订单饱满。

芯联集成的车规级BCD平台已支持0.18微米BCD 40V/60V/120V等高压等级,顺应了汽车电子集成化和高压化两大趋势,是制造车载电源管理、电机驱动等模拟芯片的基础工艺平台。

韩国晶圆代工厂SK keyfoundry也在2026年1月推出了第四代200V高压0.18微米BCD工艺,关键性能指标较前代提升20%以上,通过了AEC-Q100 Grade 0车规认证,瞄准了AI服务器与高压汽车系统下的“48V汽车架构”与“800V AI数据中心”趋势。

能看到,在汽车电子领域,BCD工艺广泛适用于电机驱动、引擎控制、车载充电器、LED车灯驱动、电池管理系统等。随着汽车“新四化”纵深推进,单辆汽车的BCD芯片用量还在持续攀升。

消费与工业市场再升级

在消费电子领域,120W+快充已成为旗舰手机标配,高密度BCD工艺是快充芯片的唯一选择;无线充电、TWS耳机、便携设备进一步拉动需求。工业与能源市场中,光伏逆变器、储能BMS、工业伺服驱动对高压BCD需求持续攀升,LED照明全面替代传统光源,带动低压BCD稳定增长。

供给端收缩,大厂撤场留下产能真空

吃了需求端的爆发之外,叠加供给端的收缩共同将BCD工艺推向了供不应求的境地。

长期以来,BCD工艺高度依赖8英寸晶圆产线,而全球8英寸产能正经历历史性收缩,直接导致供给缺口。

据报道,台积电自2025年起逐步缩减8英寸产能,计划2027年部分厂区全面停产,资源全面向3nm、2nm先进制程倾斜;三星同步收缩8英寸业务,甚至传出代工团队裁员30%的消息。

TrendForce集邦咨询数据显示:2025年全球8英寸晶圆产能首次同比下滑0.3%,2026年预计再降2.4%,产能利用率逼近90%,进入供给刚性短缺阶段。

与此同时,金、铜等关键金属材料价格居高不下,叠加DUV设备的出口限制导致的设备交付延迟,也进一步阻碍了本土厂商的扩产节奏,加剧了国内BCD成熟产能的供应紧张程度。

从涨价潮看产业链传导:谁在承压,谁在获益?

正是在这种供需失衡的格局下,晶圆代工厂纷纷掀起涨价潮。

中芯国际于2025年12月正式通知下游客户,对8英寸BCD工艺代工提价约10%。几乎在同一时间,中国台湾晶圆代工厂世界先进宣布同款工艺涨价幅度同样达到10%。进入2026年一季度,力积电、联电等台湾代工厂先后宣布涨价,8英寸晶圆涨幅10%至15%,覆盖BCD、功率半导体、通用逻辑等全制程。

行业普遍预判:8英寸BCD涨价具备可持续性,后续高压CMOS(HV-CMOS)将成为下一轮提价方向。

还需要关注的是,产业链的连锁反应正在快速传导至下游设计公司和终端厂商。BCD工艺的涨价潮已从制造端传导至全产业链。

对于芯片设计公司而言,晶圆代工环节的成本压力首当其冲。头部企业凭借订单规模、客户黏性与议价能力,可将部分成本压力转嫁至终端用户;而中小PMIC、驱动IC厂商则面临严峻挑战,利润被大幅挤压,部分企业被迫跟随涨价,少数现金流紧张的中小企业甚至面临淘汰风险。

晶圆代工厂自身则在涨价周期中获得显著盈利改善。世界先进、联电等厂商在涨价函中明确指出,原材料及能源价格上涨已超出内部消化能力,而涨价则成为将成本压力传导至下游的必要手段。

随着晶圆代工厂盈利改善,其资本开支意愿也显著增强,北方华创、中微公司等国产设备企业接获大量新订单,设备国产化迎来加速窗口。

对于终端市场而言,成本压力正在逐级放大。模拟芯片巨头ADI已于2025年12月宣布,将于2026年2月起对全系列产品实施价格调整,普通商用级产品涨幅普遍在10%至15%之间,工业级产品涨幅约15%。

可见,BCD工艺上涨的最终代价,终将由产业链最末端的消费者间接承担。

全球BCD格局:IDM领跑,代工追赶,国产突破

在BCD工艺这一赛道,全球竞争格局呈现出一幅多元生态图谱。

欧美企业以IDM模式占据先发优势。意法半导体作为BCD工艺的开创者,不断迭代技术路线,已累计出货数以百亿颗计的车规级芯片。

此外,安森美、恩智浦、英飞凌、德州仪器等国际IDM巨头同样深耕BCD领域多年,依托IDM模式下设计与制造的深度协同效应,在汽车电子、工业控制等高门槛市场筑起了坚实的壁垒,长期以来占据高压BCD和高密度BCD工艺市场的主导地位。

另一部分企业是以晶圆代工路线参与角逐。

台积电率先采用12英寸晶圆生产BCD芯片,覆盖从0.6微米到40纳米多个工艺节点;作为台积电关联的特色工艺晶圆代工企业,世界先进(VIS)在BCD工艺领域已构建起8英寸行业内最全面且极具竞争力的电源管理技术体系,其BCD平台电压覆盖5V至120V,制程从0.5µm延伸至0.11µm,拥有业界领先的低比导通电阻性能,并集成嵌入式非易失存储IP,可有效满足移动、消费、计算、汽车及工业等多元化应用需求,此外还提供BCD-on-SOI先进隔离技术以应对高噪高温等严苛环境。

值得关注的是,世界先进在2026年第一季度财报法说会上表示,已正式启动VSMC第二阶段产能扩充的前期讨论与规划,审慎评估扩建落地可行性,此举显示出对中长期BCD等特色工艺需求持续看好的战略信心。

联电则完成了从0.35微米到55纳米的全面BCD工艺布局,提供了非外延(消费类)、外延(车规级)和SOI(高端)三种工艺变体,电压范围覆盖1.2V至150V。2025年10月,联电推出的55纳米BCD平台更是向外界传递了其积极争夺先进电源管理芯片代工市场的明确信号。联电的定价策略也随着行业供需紧张而相应调整,进一步助推了BCD工艺价格的整体上行。

此外,还值得关注的是,德国X-Fab在BCD工艺领域也拥有深厚积淀。

据悉,德国X-Fab是BCD-on-SOI(BCD绝缘体上硅)工艺的先驱与全球领先代工厂之一。其BCD技术路线以BCD-on-SOI为核心特色,区别于传统硅基BCD工艺,通过在绝缘层上制造器件,实现了更低的寄生电容和功耗,以及更强的抗闩锁能力。其技术布局主要围绕XT018(180nm)和XT011(110nm)两大BCD-on-SOI平台展开。XT018是X-Fab最具影响力的基础工艺平台,被定位为“汽车、工业和医疗应用的创新基石”,拥有超过100家活跃客户。作为XT018的升级迭代,XT011是全球首个实现量产的110nm BCD-on-SOI代工解决方案,其标准单元库密度是180nm平台的两倍,大幅提升了数字集成和处理能力,以满足模拟应用中对更高性能数字控制的需求。

除了以上成熟的量产平台,X-Fab正积极向更高电压等级和更大规模产能拓展,技术布局的前瞻性体现在1200V及以上BCD平台的研发与产能扩建上。在研发方面,X-Fab正致力于开发1200V SOI BCD技术方案,旨在满足高端医疗仪器、汽车电子等应用对超高电压、高度集成芯片的迫切需求,与ST、TI等同处1200V BCD工艺研发的第一阵营。

在产能扩张方面,X-Fab采取了一系列积极举措。2025年9月,其马来西亚工厂新洁净室正式启用,使该厂月产能从3万片提升至4万片,令其核心的180nm BCD-on-SOI技术产能实现翻倍增长。

与此同时,为应对AI边缘计算、汽车电子和医疗设备等高增长领域的需求,X-Fab还规划了德国埃尔福特“Fab4Micro”项目。该项目已于2026年1月获得欧盟批准的1.28亿欧元国家援助,用于建设一座全新的开放式晶圆代工厂,专门整合其领先的MEMS传感器与先进封装技术,被明确视为《欧洲芯片法案》框架下增强欧洲半导体制造自主权的关键举措之一。

在大陆市场,中芯国际、华虹半导体、芯联集成、华润微等形成了强有力的产业梯队。中芯国际在0.35微米到0.15微米BCD节点积累了丰富的量产经验,并在2026年一季度将产能更多地向BCD、存储等需求旺盛的平台倾斜,8英寸晶圆收入环比增长6%。

华虹半导体则凭借其覆盖1.8V至700V的BCD工艺平台,在电源管理和模拟芯片代工市场构建了显著的成本与技术优势。2025年第二季度,其模拟和电源管理业务营收同比增长59%,BCD平台需求几乎是原计划的两倍。华虹在2025年财报沟通会上表示,将持续扩大BCD产能,将产能组合向支持BCD技术和产品倾斜——BCD平台也是该公司几大技术平台中利润率较好的一个。华虹认为,从模型训练到推理类应用,AI系统均需要大量电源管理芯片作为支撑,BCD工艺将因此获得广阔的市场空间。

芯联集成走的是差异化集成路线。其BCD+eFlash、BCD-SOI等集成技术将模拟电路与数字控制单元整合在单一芯片上,显著降低系统成本。芯联集成“BCD+功率MOS”等特色工艺平台,精准契合了汽车电子从分布式架构向域控制演进的趋势。2026年公司目标营收突破100亿元,AI业务占比预计超过10%。芯联集成还预计2026年高压BCD业务收入将实现同比增长三倍,显示出极强的发展势头。

有业内人士向笔者表示,目前国内在中低压消费级BCD领域已实现自给,车规级、高压工业级BCD正快速突破,国产替代空间广阔。

BCD趋势前瞻与技术挑战

展望未来,BCD工艺并未停下迭代脚步,而是朝着更高电压、更高功率密度、更高集成度方向升级,同时与宽禁带、先进封装、AI技术融合,打开全新增长空间。

在技术维度,光刻节点的进一步缩小是关键突破口。从90纳米、55纳米、40纳米向22nm 甚至FinFET延伸,BCD向CMOS先进节点演进将大幅提升数字处理能力,降低芯片面积和系统成本。

同时,BCD工艺与SOI、eFlash等技术的融合也是重要方向——BCD+SOI技术通过深沟槽隔离消除闩锁效应,显著提高抗干扰能力;BCD+eFlash方案则可在同一芯片上集成存储与逻辑功能,为汽车电子提供更高集成度。宽禁带半导体集成更是当下的前沿探索方向:将GaN或SiC嵌入BCD工艺,有望在硅基材料的基础上将电压耐受能力大幅拓展至1200V以上,并显著降低开关损耗,满足新能源汽车、光伏逆变器等新型能源应用的高压高频需求。

随着技术演进的深入,BCD工艺的应用场景也将不断扩展。在汽车电子领域,更高电压等级、更高安全标准的BCD芯片将全面渗透车身控制、动力系统和车载充电等关键环节;AI领域,更高功率密度的BCD解决方案将成为解决“功耗墙”问题的关键技术路线;在工业能源领域,BCD工艺将持续赋能光伏逆变器、储能系统BMS、智能电表等高可靠性应用。

针对三维集成路径,未来的BCD芯片可能通过TSV硅通孔技术实现3D堆叠,将BCD芯片与逻辑芯片垂直整合,减少单芯片掩膜复杂度,降低15%左右的系统成本。同时,AI驱动的工艺优化正成为提效降本的重要方向——利用机器学习优化掩膜布局和工艺参数,可将BCD良率提升3%至5%,相当于显著降低单位芯片成本。

当然,BCD工艺的未来之路并非坦途。工艺兼容性方面,DMOS所需的厚氧化层与CMOS所需的薄氧化层之间需要精密的工艺平衡。随着电压等级提升和特征尺寸缩小,高压区与低压区之间的寄生电容、漏电现象可能加剧,必须通过优化深沟槽隔离(DTI)深度和隔离介质材料来解决。同时,高压应力下的栅氧击穿和热载流子注入问题也对BCD器件的长期可靠性构成严峻挑战。

写在最后

从1985年意法半导体推出首款BCD工艺,到2026年全球代工厂集体涨价、订单爆满,这项诞生于上世纪80年代的技术历经四十多年演进历程,在AI算力革命与新能源汽车转型的双重浪潮中,迎来了新的高光时刻。

BCD工艺的价值,从来不是单纯的制程微缩,而是系统级集成的底层创新——它用单芯片解决了模拟感知、数字控制、功率执行的协同难题,成为连接电子系统的关键纽带。

展望未来,功率电子领域的下一轮角力,或许不再是单纯比拼某一器件的单一参数,而是从系统层面实现功耗、性能、成本与可靠性之间的最优平衡。

BCD所代表的——正是功率电子从分立拼贴走向深度系统集成的清晰方向。尤其是在先进制程追逐纳米极限的同时,BCD用成熟工艺支撑起全球电子产业的功率基石,印证了“适用即先进,刚需即价值”的产业逻辑。

本文来自微信公众号“半导体行业观察”(ID:icbank),作者:L晨光,36氪经授权发布。

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