Actualités : Marchés
25 Mars 2024
Avec l'augmentation continue de la demande de substrats en carbure de silicium (SiC) ces dernières années, l'appel à la réduction des coûts du SiC se fait de plus en plus fort, car le prix final du produit reste le facteur déterminant pour les consommateurs, selon le cabinet d'études de marché TrendForce.
Le coût des substrats SiC représente la proportion la plus élevée de l'ensemble de la structure des coûts, atteignant environ 50 %. La réduction des coûts et l’amélioration du taux d’utilisation dans le segment des substrats sont donc particulièrement cruciales. Les substrats de grande taille, en raison de leurs avantages en termes de coûts, sont donc progressivement adoptés, avec de grandes attentes.
Le fabricant chinois de substrats SiC, TankeBlue Semiconductor, estime que le passage de 4 pouces à 6 pouces peut réduire les coûts de 50 % par unité, et que le passage de 6 pouces à 8 pouces peut réduire les coûts de 35 % supplémentaires.
Parallèlement, les substrats de 8 pouces peuvent produire plus de puces, ce qui réduit le gaspillage de bords. En termes simples, les substrats de 8 pouces offrent un taux d'utilisation plus élevé, ce qui est la principale raison pour laquelle les grands fabricants les développent activement.
Actuellement, les substrats SiC de 6 pouces dominent toujours, mais les substrats de 8 pouces commencent à pénétrer le marché. Par exemple, en juillet 2023, Wolfspeed a annoncé que son usine de fabrication de 8 pouces avait commencé à expédier des MOSFET SiC à des clients chinois, indiquant ainsi son expédition en gros de substrats SiC de 8 pouces. TankeBlue a également commencé des expéditions à petite échelle de substrats de 8 pouces, avec l'intention de réaliser des expéditions à moyenne échelle d'ici 2024.
Avancement accéléré de la gamme de substrats SiC de 8 pouces
Depuis que Wolfspeed a présenté pour la première fois des échantillons en 2015, le substrat SiC de 8 pouces a connu un développement de 7 à 8 ans, avec une accélération significative de la technologie et du développement de produits au cours des deux dernières années.
Outre Wolfspeed, qui a atteint la production de masse, sept entreprises devraient produire en série des substrats SiC de 8 pouces cette année ou dans les 1 à 2 prochaines années.
En termes d'investissement, Wolfspeed continue de construire le John Palmour Silicon Carbide Manufacturing Center (usine de substrats SiC) en Caroline du Nord, aux États-Unis. Cette installation contribuera à l'expansion de la capacité de production de substrats pour répondre à la demande croissante de tranches de 8 pouces.
Coherent a également annoncé l'année dernière son intention d'étendre sa production de substrats de 8 pouces et de plaquettes épitaxiales, avec des projets d'expansion à grande échelle aux États-Unis et en Suède. En termes de canaux d'exportation de produits, Coherent a reçu un investissement d'un milliard de dollars de Mitsubishi Electric et Denso pour fournir à long terme des substrats SiC de 1/6 pouces et des plaquettes épitaxiales aux deux sociétés.
La société européenne STMicroelectronics a également investi dans le domaine des 8 pouces l'année dernière en s'associant à Hunan Sanan Semiconductor pour construire une usine de fabrication de tranches SiC de 8 pouces en Chine. Cette dernière l'accompagnera en établissant une usine de substrats SiC de 8 pouces, assurant un approvisionnement stable en matériau pour la coentreprise. Parallèlement, ST développe ses propres substrats et a déjà collaboré avec la société française Soitec pour réaliser une production en série de substrats SiC de 8 pouces.
En ce qui concerne les fabricants chinois, plus de 10 entreprises sont actuellement entrées dans les étapes d'échantillonnage et de production à petite échelle de substrats SiC de 8 pouces. Il s'agit notamment de sociétés telles que Semisic Crystal Co, Jingsheng Mechanical & Electrical Co, SICC Co, Summit Crystal Semiconductor Co, Synlight Semiconductor Co, TanKeBlue Semiconductor Co, Harbin KY Semiconductor, IV Semitec, Sanan Semiconductor, Hypersics et Yuehaijin Semiconductor Materials Co.
En outre, de nombreux autres fabricants chinois étudient actuellement les substrats de 8 pouces, tels que GlobalWafers, Dongni Electronics, Hesheng Silicon Industry et Tiancheng Semiconductor.
À l’heure actuelle, l’écart entre les fabricants chinois de substrats et les géants internationaux s’est considérablement réduit. Des entreprises comme Infineon ont établi des partenariats à long terme avec des fabricants chinois tels que SICC Co et TanKeBlue. D'un point de vue technologique, cet écart réduit reflète l'amélioration globale de la technologie des substrats à l'échelle mondiale. À l’avenir, les efforts concertés de divers fabricants devraient stimuler le développement de la technologie des substrats de 8 pouces.
Dans l’ensemble, le développement global des substrats SiC de 8 pouces connaît une dynamique croissante, avec des avancées significatives en termes de quantité et de qualité.
Les usines mondiales de SiC de 8 pouces accélèrent leur expansion
Alors que les matériaux de substrat continuent de dépasser les plafonds technologiques, l’augmentation mondiale du nombre de nouvelles usines SiC de 8 pouces a atteint de nouveaux sommets en 2023.
Selon TrendForce, environ 12 projets d'expansion liés aux tranches de 8 pouces ont été mis en œuvre en 2023. Parmi eux, huit ont été menés par des fabricants mondiaux tels que Wolfspeed, Onsemi, STMicroelectronics, Infineon, Rohm et d'autres. STMicroelectronics a également collaboré avec Sanan Semiconductor sur un projet. De plus, trois projets ont été menés par des fabricants chinois tels que Global Power Technology, United Nova Technology Co et J2 Semiconductor.
D'un point de vue régional, des investissements importants dans de nouvelles usines SiC de 8 pouces sont attendus dans des régions clés telles que l'Europe, l'Amérique, le Japon, la Corée du Sud, la Chine et l'Asie du Sud-Est. À l’heure actuelle, environ 11 usines de fabrication de 8 pouces sont en construction ou prévues dans le monde.
Il s'agit notamment de deux installations de Wolfspeed (à Mohawk, New York, États-Unis, et en Sarre, Allemagne), une de Bosch (à Roseville, États-Unis), une auto-construite par STMicroelectronics (à Catane, Italie), une coentreprise avec Sanan (en Chongqing, Chine), un par Infineon (à Kulim, Malaisie), un par Mitsubishi Electric (à Kumamoto, Japon), deux par Rohm (à Chikugo et Kunitomi, Japon), un par ON Semiconductor (à Bucheon, Corée du Sud), et un de Fuji Electric (à Matsumoto, Japon).
Concernant l’orientation des expansions des constructeurs, les investissements de Bosch et ON Semiconductor en 2023 visent directement le marché du SiC automobile. Le projet d'usine de puces SiC de 8 pouces de STMicroelectronics en Italie cible également le marché des véhicules électriques. Bien que d'autres constructeurs n'aient pas explicitement indiqué les applications ciblées pour leur future capacité de production, les véhicules électriques constituent le principal moteur de croissance du SiC, à la fois actuellement et à l'avenir, ce qui en fait un point central d'expansion parmi les principaux constructeurs.
Dans le secteur des véhicules électriques, la plateforme haute tension 800 V s’est imposée comme une tendance de développement évidente. La plate-forme 800 V nécessite des composants semi-conducteurs de puissance à tension plus élevée, ce qui incite les fabricants à commencer à développer des dispositifs d'alimentation SiC 1200 XNUMX V.
Du point de vue des coûts, même si les plaquettes de 6 pouces sont actuellement courantes à court terme, la tendance vers des tailles plus grandes comme celles de 8 pouces est inévitable à des fins de réduction des coûts et d'amélioration de l'efficacité. Le marché des véhicules électriques devrait donc entraîner une croissance continue de la demande de plaquettes de 8 pouces à l’avenir.
Du point de vue de la chaîne d'approvisionnement, la transition vers des tranches de 8 pouces représente une avancée décisive pour les fabricants de SiC. Selon les informations du secteur, le marché des dispositifs SiC de 6 pouces est entré dans une phase de concurrence intense, en particulier dans le domaine de la diode barrière à jonction SiC (JBD). Pour les entreprises de plus petite taille et moins compétitives, les marges bénéficiaires sont de plus en plus réduites, ce qui laisse présager un cycle imminent de consolidation et de restructuration.
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- La source: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2024/mar/trendforce-250324.shtml
