News: Mercati
25 marzo 2024
Con il continuo aumento della domanda di substrati in carburo di silicio (SiC) negli ultimi anni, la richiesta di riduzione dei costi del SiC è diventata sempre più forte, poiché il prezzo finale del prodotto rimane il fattore determinante per i consumatori, afferma la società di ricerche di mercato TrendForce.
Il costo dei substrati SiC rappresenta la percentuale più elevata dell’intera struttura dei costi, raggiungendo circa il 50%. La riduzione dei costi e il miglioramento del tasso di utilizzo nel segmento dei substrati sono quindi particolarmente cruciali. I substrati di grandi dimensioni, grazie ai loro vantaggi in termini di costi, vengono quindi gradualmente adottati, con grandi aspettative.
Il produttore cinese di substrati SiC TankeBlue Semiconductor calcola che l'aggiornamento da 4 pollici a 6 pollici può ridurre i costi del 50% per unità, e l'aggiornamento da 6 pollici a 8 pollici può ridurre i costi di un ulteriore 35%.
Nel frattempo, i substrati da 8 pollici possono produrre più trucioli, con conseguente minore spreco dei bordi. In termini semplici, i substrati da 8 pollici offrono un tasso di utilizzo più elevato, che è il motivo principale per cui i principali produttori li stanno sviluppando attivamente.
Attualmente, i substrati SiC da 6 pollici sono ancora dominanti, ma i substrati da 8 pollici stanno iniziando a penetrare nel mercato. Ad esempio, nel luglio 2023 Wolfspeed ha annunciato che il suo stabilimento da 8 pollici aveva iniziato a spedire MOSFET SiC ai clienti cinesi, indicando la sua spedizione in grandi quantità di substrati SiC da 8 pollici. TankeBlue ha anche avviato spedizioni su piccola scala di substrati da 8 pollici, con l’intenzione di raggiungere spedizioni su media scala entro il 2024.
Avanzamento accelerato della linea di substrati SiC da 8 pollici
Da quando Wolfspeed ha presentato per la prima volta i campioni nel 2015, il substrato SiC da 8 pollici ha subito una storia di sviluppo di 7-8 anni, con una significativa accelerazione nella tecnologia e nello sviluppo del prodotto negli ultimi due anni.
Oltre a Wolfspeed, che ha raggiunto la produzione di massa, ci sono sette aziende che dovrebbero raggiungere la produzione di massa di substrati SiC da 8 pollici quest’anno o nei prossimi 1-2 anni.
In termini di investimenti, Wolfspeed continua a costruire il John Palmour Silicon Carbide Manufacturing Center (impianto di substrati SiC) nella Carolina del Nord, USA. Questa struttura favorirà ulteriormente l’espansione della capacità di produzione di substrati per soddisfare la crescente domanda di wafer da 8 pollici.
Coherent ha anche annunciato lo scorso anno l'intenzione di espandere la propria produzione di substrati da 8 pollici e wafer epitassiali, con progetti di espansione su larga scala negli Stati Uniti e in Svezia. In termini di canali di esportazione dei prodotti, Coherent ha ricevuto un investimento di 1 miliardo di dollari da Mitsubishi Electric e Denso per fornire substrati SiC da 6/8 pollici a lungo termine e wafer epitassiali a entrambe le società.
Anche la STMicroelectronics, con sede in Europa, lo scorso anno ha investito nel settore da 8 pollici, collaborando con Hunan Sanan Semiconductor per costruire una fabbrica di wafer SiC da 8 pollici in Cina. Quest’ultimo lo accompagnerà costruendo un impianto per substrati SiC da 8 pollici, garantendo una fornitura stabile di materiale per la joint venture. Allo stesso tempo, la ST sta sviluppando i propri substrati e in precedenza ha collaborato con la francese Soitec per ottenere la produzione in serie di substrati SiC da 8 pollici.
Per quanto riguarda i produttori cinesi, attualmente oltre 10 imprese sono entrate nelle fasi di campionamento e produzione su piccola scala di substrati SiC da 8 pollici. Questi includono aziende come 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 e Yuehaijin Semiconductor Materials Co.
Inoltre, molti altri produttori cinesi stanno attualmente ricercando substrati da 8 pollici, come GlobalWafers, Dongni Electronics, Hesheng Silicon Industry e Tiancheng Semiconductor.
Attualmente il divario tra i produttori cinesi di substrati e i giganti internazionali si è notevolmente ridotto. Aziende come Infineon hanno stabilito partnership a lungo termine con produttori cinesi come SICC Co e TanKeBlue. Da un punto di vista tecnologico, questa riduzione del divario riflette il miglioramento complessivo della tecnologia dei substrati a livello globale. Andando avanti, si prevede che gli sforzi concertati di vari produttori guideranno lo sviluppo della tecnologia del substrato da 8 pollici.
Nel complesso, si registra uno slancio crescente nello sviluppo complessivo di substrati SiC da 8 pollici, con progressi significativi sia in termini di quantità che di qualità.
Le fabbriche globali di SiC da 8 pollici accelerano l’espansione
Poiché i materiali del substrato continuano a sfondare i limiti tecnologici, l’aumento globale del numero di nuovi fab SiC da 8 pollici ha raggiunto nuovi livelli nel 2023.
Secondo TrendForce, nel 12 sono stati implementati circa 8 progetti di espansione relativi ai wafer da 2023 pollici. Tra questi, otto sono stati guidati da produttori globali come Wolfspeed, Onsemi, STMicroelectronics, Infineon, Rohm e altri. La STMicroelectronics ha collaborato anche con Sanan Semiconductor su un progetto. Inoltre, tre progetti sono stati guidati da produttori cinesi come Global Power Technology, United Nova Technology Co e J2 Semiconductor.
Da una prospettiva regionale, sono previsti investimenti significativi in nuove fabbriche SiC da 8 pollici in regioni chiave come Europa, America, Giappone, Corea del Sud, Cina e Sud-Est asiatico. Al momento, ci sono circa 11 impianti da 8 pollici in costruzione o pianificati a livello globale.
Questi includono due stabilimenti di Wolfspeed (a Mohawk, NY, USA, e Saarland, Germania), uno di Bosch (a Roseville, USA), uno autocostruito da STMicroelectronics (a Catania, Italia), una joint venture con Sanan (a Chongqing, Cina), uno di Infineon (a Kulim, Malesia), uno di Mitsubishi Electric (a Kumamoto, Giappone), due di Rohm (a Chikugo e Kunitomi, Giappone), uno di ON Semiconductor (a Bucheon, Corea del Sud), e uno di Fuji Electric (a Matsumoto, Giappone).
Per quanto riguarda la direzione dell’espansione da parte dei produttori, gli investimenti di Bosch e ON Semiconductor nel 2023 sono direttamente rivolti al mercato SiC automobilistico. Anche la fabbrica di chip SiC da 8 pollici progettata da STMicroelectronics in Italia si rivolge al mercato dei veicoli elettrici. Mentre altri produttori non hanno dichiarato esplicitamente le applicazioni mirate per la futura capacità produttiva, i veicoli elettrici sono il principale motore di crescita per il SiC sia attualmente che in futuro, rendendolo un punto focale per l’espansione tra i principali produttori.
Nel settore dei veicoli elettrici la piattaforma ad alta tensione da 800 V si è affermata come una chiara tendenza di sviluppo. La piattaforma da 800 V richiede componenti semiconduttori di potenza ad alta tensione, spingendo i produttori a iniziare a sviluppare dispositivi di potenza SiC da 1200 V.
Dal punto di vista dei costi, sebbene i wafer da 6 pollici siano attualmente diffusi nel breve termine, la tendenza verso dimensioni più grandi come quello da 8 pollici è inevitabile ai fini della riduzione dei costi e del miglioramento dell’efficienza. Si prevede quindi che in futuro il mercato dei veicoli elettrici guiderà una continua crescita della domanda di wafer da 8 pollici.
Dal punto di vista della catena di fornitura, il passaggio ai wafer da 8 pollici rappresenta una svolta per i produttori di SiC. Secondo gli approfondimenti del settore, il mercato dei dispositivi SiC da 6 pollici è entrato in una fase di intensa concorrenza, in particolare nel diodo a barriera di giunzione SiC (JBD). Per le imprese più piccole e meno competitive, i margini di profitto sono sempre più ridotti, indicando un imminente ciclo di consolidamento e ristrutturazione in futuro.
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- Fonte: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2024/mar/trendforce-250324.shtml
