【隔離膜-保護電池不起火的關鍵】
時間：2021/7/19(一)
發文：NO.1281篇
大家好，我是LEO
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❖大勢所趨
全球逐步邁向綠能，從油電混合到純電動車，到全面禁售汽柴油車，到禁止汽柴油車上路，整個產業發生翻天覆地的變化，傳統車廠面臨存亡之戰，也必須改變，就算是超跑界的名駒，也得跟上世界潮流。
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義大利超跑品牌藍寶堅尼（Lamborghini）7月7日發表旗艦超跑「大牛」最終版，「Aventador LP780-4 Ultimae」全球限量600台，6.5升V12自然進氣引擎，最大馬力能來到780匹，能在2.8秒內從靜止加速至時速100公里，極速表現能飆到每小時355公里。
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這台車是許多男人心中的夢幻逸品，上市超過10年的大牛也正式走入歷史，即將開啟藍寶堅尼走向「電動化」的時代。就連美式肌肉車「道奇」，向來靠著高耗油與V8引擎霸氣圈粉，也宣布將打造超大馬力的純電汽車，預估2024年將上市，這就是趨勢。
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❖電動車的核心-電池
電池主要由三個元件組成，分別是電池芯、機殼與電源控制板。電池產業中最重要的電池是---鋰電池。以鋰金屬作為陽極活性材料的電池，高重量能量比、電壓平穩、壽命長、工作溫度範圍廣、低溫性能佳。
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鋰電池系統約佔電動車成本的 30~40%，當電動車快速發展需求量不斷擴張下，鋰電池需求仍處於供不應求的狀態。
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❖電池產業結構
上游---電池原材料廠商，包括電極、電解液、隔離膜、罐體等材料供應商，中游為電池芯，下游為電池模組廠商。
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電池芯---主要原材料包括電極（正極、負極）、隔離膜、電解液及罐體等四部分，約占全部製造成本的 60%以上，電極--約占26%、隔離膜--約占23%、電解液--約占15%，從這裡就知道商機最大、賺最多的就是---上游材料商。
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❖日韓廠商壟斷市場
目前全球電池芯主要的供應來源依然是日、韓廠商為主，國內要發展電池芯---大部分之原材料仍需仰賴進口，台灣只有罐體、導電碳以及少部分的電極材料與隔離膜由國內供應。
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❖隔離膜-保護電池的關鍵
在台灣幾乎沒看到有人探討隔離膜，LEO首先來跟大家分享，【電池隔離膜】---它是放在鋰離子電池的正、負極之間的一層膜，主要功能是防止正負極接觸造成電流短路，在鋰離子電池的性能與安全性上扮演著極為重要的角色。
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直接影響電動汽車鋰電池安全性和性能的重要材料，約占電池生產成本的20-25％間，電池隔離膜損壞就被認為可能是「電動車起火」的原因之一，由此可知，經過安全認證的隔離膜相當重要的。
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從隔膜生產分類看，有「乾」、「濕」兩種工藝，分為乾式隔膜和濕式隔膜兩類。採用「濕式生產」工藝生產出來的鋰電池隔膜具有較高的孔隙率和良好的透氣性， 滿足動力電池大電流充放的要求。高階電池大多使用濕式隔膜，隨著動力電池對能量密度要求的提升，濕式隔膜的滲透率將逐漸提升。
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❖隔離膜-領導廠商
恩捷股份(002812)-截至2020年底，在上海、珠海、江西、無錫、蘇州五大基地共有46條濕式隔膜產線，產能達到33億平方米，產能規模位居全球第一，2021年仍持續在江西、無錫、匈牙利、重慶，進一步擴大產能，為什麼呢？很簡單，產能供不應求，另外一個原因就是將生產基地與下游客戶綁在一起，穩定客戶關係直接供貨。
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恩捷股份(002812)，截至2021/7/16收盤價245.7CNY，市值高達2190億，年初至今上漲58%，最近六個月上漲88%，最近一年上漲232%，最近五年上漲2379%，由此可知捷恩股份真的是賺翻了！
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韓國SK IE Technology 去年秋季才剛宣佈將興建年產能3.4億平方公尺的第二座工廠，預計2023年第一季度完工。今年3月26日的董事會上再次決定加碼投資約1.13兆韓元，在波蘭Dąbrowa Górnicza投資第3和第4座鋰電池隔離膜生產工廠，年產能均為4.3億平方公尺，預定於2023年底和2024年第二季度投產，4座工廠投產後，合計將可能生產15.4億平方公尺的電池隔離膜。
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❖隔離膜-台灣明基材(8215)
明基材料(8215.TT) 前身為達信科技，1998年成立，曾經是全球前五大偏光板供應商之一，為友達集團旗下子公司，主要供應友達偏光板。
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原生產光碟片，轉型為偏光板製造廠商，隨著產業趨勢轉變—開始逐漸轉型佈局醫療相關產品及先進電子材料。其中，先進電子材料抓住電動車產業大趨勢—就是鋰電池隔離膜。
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本業偏光板方面，第 3 季訂單維持高檔，產能從去年至今都維持滿載，將持續進行產線去瓶頸，預期本季供需仍吃緊，待下半年產業有一條新產線開出，供需才可望恢復平衡。
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電池隔離膜去年第四季成功打入日系車廠後，出貨持續成長，又獲得第2家日本客戶認證中，看好電動車市場帶動電池商機，除日本市場外，中國電動大巴使用電池隔離膜需求也是未來重要目標，目前正評估擴充電池隔離膜產線。
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這個產業台灣雖然落後，我們從最近全球一哥捷恩股份與南韓SK IE大動作暴力擴產，可得知未來的商機相當驚人，股價表現也在短期內大漲5成甚至一倍，這一波商機台灣也不能落後，後續最新的動態更新，請持續追蹤-股民當家群組。
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天佑台灣，疫情早日結束❤️

【台積電佈局新存儲技術】

近年來，在人工智能（AI）、5G等推動下，以MRAM（磁阻式隨機存取存儲器）、鐵電隨機存取存儲器 (FRAM)、相變隨機存取存儲器（PRAM），以及可變電阻式隨機存取存儲器（RRAM）為代表的新興存儲技術逐漸成為市場熱點。這些新技術吸引各大晶圓廠不斷投入，最具代表性的廠商包括台積電、英特爾、三星和格羅方德（Globalfoundries）。

那麼，這些新興存儲技術為什麼會如此受期待呢？主要原因在於：隨着半導體制造技術持續朝更小的技術節點邁進，傳統的DRAM和NAND Flash面臨越來越嚴峻的微縮挑戰，DRAM已接近微縮極限，而NAND Flash則朝3D方向轉型。

此外，傳統存儲技術在高速運算上也遭遇阻礙，處理器與存儲器之間的「牆」成為了提升運算速度和效率的最大障礙。特別是AI的發展，數據需求量暴增，「牆」的負面效應愈加突出，越來越多的半導體廠商正在加大對新興存儲技術的研發和投資力度，尋求成本更佳、速度更快、效能更好的存儲方案。

從目前來看，最受期待的就是MRAM，各大廠商在它上面投入的力度也最大。MRAM屬於非易失性存儲技術，是利用具有高敏感度的磁電阻材料製造的存儲器，斷電時，MRAM儲存的數據不會丟失，且耗能較低，讀寫速度快，可媲美SRAM，比Flash速度快百倍，在存儲容量方面能替代DRAM，且數據保存時間長，適合高性能應用。

MRAM的基本結構是磁性隧道結，研發難度高，目前主要分為兩大類：傳統MRAM和STT-MRAM，前者以磁場驅動，後者則採用自旋極化電流驅動。

另外，相較於DRAM、SRAM和NAND Flash等技術面臨的微縮困境，MRAM可滿足製程進一步微縮需求。目前，DRAM製程工藝節點為1X nm，已接近極限，而Flash走到20 nm以下後，就朝3D製程轉型了。MRAM製程則可推進至10nm以下。

在過去幾年裏，包括台積電、英特爾、三星、格羅方德等晶圓代工廠和IDM，相繼大力投入MRAM 研發，而且主要着眼於STT-MRAM，也有越來越多的嵌入式解決方案誕生，用以取代Flash、EEPROM和SRAM。

- 台積電

早在2002年，台積電就與工研院簽訂了MRAM合作發展計劃。近些年，該公司一直在開發22nm製程的嵌入式STT-MRAM，採用超低漏電CMOS技術。

2018年，台積電進行了eMRAM芯片的「風險生產」，2019年生產採用22nm製程的eReRAM芯片。

2019年，台積電在嵌入式非易失性存儲器技術領域達成數項重要的里程碑：在40nm製程方面，該公司已成功量產Split-Gate（NOR）技術，支持消費類電子產品應用，如物聯網、智慧卡和MCU，以及各種車用電子產品。在28nm製程方面，該公司的嵌入式快閃存儲器支持高能效移動計算和低漏電製程平台。

在ISSCC 2020上，台積電發佈了基於ULL 22nm CMOS工藝的32Mb嵌入式STT-MRAM。該技術基於台積電的22nm ULL（Ultra-Low-Leakage）CMOS工藝，具有10ns的極高讀取速度，讀取功率為0.8mA/MHz/bit。對於32Mb數據，它具有100K個循環的寫入耐久性，對於1Mb數據，具有1M個循環的耐久性。

它支持在260°C下進行90s的IR迴流焊，在150°C下10年的數據保存能力。它以1T1R架構實現單元面積僅為0.046平方微米，25°C下的32Mb陣列的漏電流僅為55mA。

目前，台積電已經完成22nm嵌入式STT-MRAM技術驗證，進入量產階段。在此基礎上，該公司還在推進16 nm 製程的STT-MRAM研發工作。

除了MRAM，台積電也在進行着ReRAM的研發工作，並發表過多篇基於金屬氧化物結構的ReRAM論文。

工研院電光所所長吳志毅表示，由於新興存儲技術將需要整合邏輯製程技術，因此現有存儲器廠商要卡位進入新市場，門檻相對較高，而台積電在這方面具有先天優勢，因為該公司擁有很強的邏輯製程生產能力，因此，台積電跨入新興存儲市場會具有競爭優勢。

據悉，工研院在新興存儲技術領域研發投入已超過10年，通過元件創新、材料突破、電路優化等方式，開發出了更快、更耐久、更穩定、更低功耗的新一代存儲技術，目前，正在與台積電在這方面進行合作。未來，台積電在新興存儲器發展方面，工研院將會有所貢獻，但具體內容並未透露。

- 三星

三星在MRAM研發方面算是起步較早的廠商，2002年就開始了這項工作，並於2005年開始進行STT-MRAM的研發，之後不斷演進，到了2014年，生產出了8Mb的eMRAM。

三星Foundry業務部門的發展路徑主要分為兩條，從28nm節點開始，一條是按照摩爾定律繼續向下發展，不斷提升FinFET的工藝節點，從14nm到目前的7nm，進而轉向下一步的5nm。

另一條線路就是FD-SOI工藝，該公司還利用其在存儲器製造方面的技術和規模優勢，着力打造eMRAM，以滿足未來市場的需求。這方面主要採用28nm製程。

三星28nm製程FD-SOI（28FDS）嵌入式NVM分兩個階段。第一個是2017年底之前的電子貨幣風險生產，第二個是2018年底之前的eMRAM風險生產。並同時提供eFlash和eMRAM（STT-MRAM）選項。

該公司於2017年研製出了業界第一款採用28FDS工藝的eMRAM測試芯片。

2018年，三星開始在28nm平台上批量生產eMRAM。2019年3月，該公司推出首款商用eMRAM產品。據悉，eMRAM模塊可以通過添加三個額外的掩膜集成到芯片製造工藝的後端，因此，該模塊不必要依賴於所使用的前端製造技術，允許插入使用bulk、FinFET或FD-SOI製造工藝生產的芯片中。

三星表示，由於其eMRAM在寫入數據之前不需要擦除週期，因此，它比eFlash快1000倍。與eFlash相比，它還使用了較低的電壓，因此在寫入過程中的功耗極低。

2018年，Arm發佈了基於三星28FDS工藝技術的eMRAM編譯器IP，包括一個支持18FDS (18nm FD-SOI工藝)的eMRAM編譯器。這一平台有助於推動在5G、AI、汽車、物聯網和其它細分市場的功耗敏感應用領域的前沿設計發展。

2019年，三星發佈了採用28FDS工藝技術的1Gb嵌入STT-MRAM。基於高度可靠的eMRAM技術，在滿足令人滿意的讀取，寫入功能和10年保存時間的情況下，可以實現90％以上的良率。並且具備高達1E10週期的耐久性，這些對於擴展eMRAM應用有很大幫助。

2019年底，Mentor宣佈將為基於Arm的eMRAM編譯器IP提供IC測試解決方案，該方案基於三星的28FDS工藝技術。據悉，該測試方案利用了Mentor的Tessent Memory BIST，為SRAM和eMRAM提供了一套統一的存儲器測試和修復IP。

- Globalfoundries（格羅方德半導體股份有限公司）

2017年，時任Globalfoundries首席技術官的Gary Patton稱，Globalfoundries已經在其22FDX（22nm製程的FD-SOI工藝技術）製程中提供了MRAM，同時也在研究另一種存儲技術。

由於Globalfoundries重點發展FD-SOI技術，特別是22nm製程的FD-SOI，已經很成熟，所以該公司的新興存儲技術，特別是MRAM，都是基於具有低功耗特性的FD-SOI技術展開的。

今年年初，Globalfoundries宣佈基於22nm FD-SOI 平台的eMRAM投入生產。該eMRAM技術平台可以實現將數據保持在-40°C至+125°C的温度範圍內，壽命週期可以達到100,000，可以將數據保留10年。該公司表示，正在與多個客户合作，計劃在2020年安排多次流片。

據悉，該公司的eMRAM旨在替代NOR閃存，可以定期通過更新或日誌記錄進行重寫。由於是基於磁阻原理，在寫入所需數據之前不需要擦除週期，大大提高了寫入速度，宏容量從4-48Mb不等。

- 英特爾

英特爾也是MRAM技術的主要推動者，該公司採用的是基於FinFET技術的22 nm製程。

2018年底，英特爾首次公開介紹了其MRAM的研究成果，推出了一款基於22nm FinFET製程的STT-MRAM，當時，該公司稱，這是首款基於FinFET的MRAM產品，並表示已經具備該技術產品的量產能力。

結語

由於市場需求愈加凸顯，且有各大晶圓廠大力投入支持，加快了以MRAM為代表的新興存儲技術的商業化進程。未來幾年，雖然DRAM和NAND Flash將繼續站穩存儲芯片市場主導地位，但隨着各家半導體大廠相繼投入發展，新興存儲器的成本將逐步下降，可進一步提升 MRAM等技術的市場普及率。

原文：
https://mp.weixin.qq.com/s/sMZ0JwclWf1zAEPkW8Rn0Q

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