Nieuws: Markten
25 maart 2024
Met de voortdurende stijging van de vraag naar siliciumcarbide (SiC)-substraten in de afgelopen jaren is de roep om kostenreductie voor SiC steeds sterker geworden, omdat de uiteindelijke productprijs voor consumenten de belangrijkste bepalende factor blijft, zegt marktonderzoeksbureau TrendForce.
De kosten van SiC-substraten vertegenwoordigen het grootste deel van de gehele kostenstructuur en bedragen ongeveer 50%. Kostenreductie en verbetering van de bezettingsgraad in het substraatsegment zijn daarom bijzonder cruciaal. Substraten van groot formaat worden vanwege hun kostenvoordelen daarom geleidelijk aan ingevoerd, met hoge verwachtingen.
De Chinese SiC-substraatfabrikant TankeBlue Semiconductor heeft berekend dat het upgraden van 4-inch naar 6-inch de kosten met 50% per eenheid kan verlagen, en het upgraden van 6-inch naar 8-inch kan de kosten met nog eens 35% verlagen.
Ondertussen kunnen 8-inch substraten meer chips opleveren, wat resulteert in verspilling van de onderrand. Simpel gezegd bieden 8-inch substraten een hogere benuttingsgraad, wat de belangrijkste reden is waarom grote fabrikanten deze actief ontwikkelen.
Momenteel zijn 6-inch SiC-substraten nog steeds dominant, maar 8-inch substraten beginnen de markt te penetreren. In juli 2023 kondigde Wolfspeed bijvoorbeeld aan dat zijn 8-inch fabriek was begonnen met het verzenden van SiC MOSFET's naar Chinese klanten, wat aangeeft dat de bulkverzending van 8-inch SiC-substraten plaatsvond. TankeBlue is ook begonnen met kleinschalige verzendingen van 8-inch substraten, met plannen om tegen 2024 middelgrote verzendingen te realiseren.
Versnelde vooruitgang van 8-inch SiC-substraten
Sinds Wolfspeed in 2015 voor het eerst monsters presenteerde, heeft het 8-inch SiC-substraat een ontwikkelingsgeschiedenis van 7 tot 8 jaar doorgemaakt, met een aanzienlijke versnelling in technologie en productontwikkeling in de afgelopen twee jaar.
Naast Wolfspeed, dat massaproductie heeft gerealiseerd, zijn er zeven bedrijven die naar verwachting dit jaar of in de komende 8 à 1 jaar massaproductie van 2-inch SiC-substraten zullen realiseren.
Wat de investeringen betreft, gaat Wolfspeed door met de bouw van het John Palmour Silicon Carbide Manufacturing Center (SiC-substraatfabriek) in North Carolina, VS. Deze faciliteit zal de uitbreiding van de substraatproductiecapaciteit verder stimuleren om aan de toenemende vraag naar 8-inch wafers te voldoen.
Coherent kondigde vorig jaar ook plannen aan om de productie van 8-inch substraten en epitaxiale wafers uit te breiden, met grootschalige uitbreidingsprojecten in de VS en Zweden. Wat de productexportkanalen betreft, heeft Coherent een investering van $1 miljard ontvangen van Mitsubishi Electric en Denso om beide bedrijven 6/8-inch SiC-substraten en epitaxiale wafers voor de lange termijn te leveren.
Het in Europa gevestigde STMicroelectronics investeerde vorig jaar ook in het 8-inch domein door samen te werken met Hunan Sanan Semiconductor om een 8-inch SiC-waferfabriek in China te bouwen. Deze laatste zal het bedrijf begeleiden door een 8-inch SiC-substraatfabriek op te zetten, waardoor een stabiele aanvoer van materiaal voor de joint venture wordt gegarandeerd. Tegelijkertijd ontwikkelt ST zijn eigen substraten en werkte eerder samen met het in Frankrijk gevestigde Soitec om massaproductie van 8-inch SiC-substraten te realiseren.
Wat de Chinese fabrikanten betreft, zijn momenteel meer dan tien bedrijven begonnen met de bemonsterings- en kleinschalige productiefase voor 10-inch SiC-substraten. Deze omvatten bedrijven zoals 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 en Yuehaijin Semiconductor Materials Co.
Daarnaast doen veel andere Chinese fabrikanten momenteel onderzoek naar 8-inch substraten, zoals GlobalWafers, Dongni Electronics, Hesheng Silicon Industry en Tiancheng Semiconductor.
Momenteel is de kloof tussen Chinese substraatfabrikanten en de internationale reuzen aanzienlijk kleiner geworden. Bedrijven als Infineon hebben langdurige partnerschappen opgebouwd met Chinese fabrikanten zoals SICC Co en TanKeBlue. Vanuit technologisch oogpunt weerspiegelt deze kleiner wordende kloof de algehele verbetering van de substraattechnologie wereldwijd. In de toekomst wordt verwacht dat gezamenlijke inspanningen van verschillende fabrikanten de ontwikkeling van 8-inch substraattechnologie zullen stimuleren.
Over het geheel genomen is er sprake van een groeiend momentum in de algehele ontwikkeling van 8-inch SiC-substraten, met aanzienlijke doorbraken in zowel kwantiteit als kwaliteit.
Wereldwijde 8-inch SiC-fabrieken versnellen de expansie
Terwijl substraatmaterialen de technologische plafonds blijven doorbreken, bereikte de wereldwijde toename van het aantal nieuwe 8-inch SiC-fabrieken in 2023 nieuwe hoogten.
Volgens TrendForce werden in 12 ongeveer twaalf uitbreidingsprojecten met betrekking tot 8-inch wafers geïmplementeerd. Daarvan werden er acht geleid door wereldwijde fabrikanten zoals Wolfspeed, Onsemi, STMicroelectronics, Infineon, Rohm en anderen. STMicroelectronics werkte ook samen met Sanan Semiconductor aan één project. Daarnaast werden drie projecten geleid door Chinese fabrikanten zoals Global Power Technology, United Nova Technology Co en J2023 Semiconductor.
Vanuit regionaal perspectief worden aanzienlijke investeringen in nieuwe 8-inch SiC-fabrieken verwacht in belangrijke regio's zoals Europa, Amerika, Japan, Zuid-Korea, China en Zuidoost-Azië. Op dit moment zijn er wereldwijd ongeveer 11 8-inch fabrieken in aanbouw of gepland.
Deze omvatten twee faciliteiten van Wolfspeed (in Mohawk, NY, VS, en Saarland, Duitsland), één van Bosch (in Roseville, VS), één zelf gebouwd door STMicroelectronics (in Catania, Italië), één joint venture met Sanan (in Chongqing, China), één door Infineon (in Kulim, Maleisië), één door Mitsubishi Electric (in Kumamoto, Japan), twee door Rohm (in Chikugo en Kunitomi, Japan), één door ON Semiconductor (in Bucheon, Zuid-Korea), en één van Fuji Electric (in Matsumoto, Japan).
Wat de richting van de uitbreidingen door fabrikanten betreft, zijn de investeringen van Bosch en ON Semiconductor in 2023 rechtstreeks gericht op de auto-SiC-markt. De geplande 8-inch SiC-chipfabriek van STMicroelectronics in Italië richt zich ook op de markt voor elektrische voertuigen. Hoewel andere fabrikanten de beoogde toepassingen voor toekomstige productiecapaciteit niet expliciet hebben vermeld, zijn elektrische voertuigen de belangrijkste groeimotor voor SiC, zowel nu als in de toekomst, waardoor het een brandpunt voor expansie onder grote fabrikanten wordt.
In de elektrische voertuigsector is het 800V-hoogspanningsplatform naar voren gekomen als een duidelijke ontwikkelingstrend. Het 800V-platform vereist halfgeleidercomponenten met een hogere spanning, wat fabrikanten ertoe aanzet om 1200V SiC-vermogensapparaten te gaan ontwikkelen.
Vanuit een kostenperspectief is de trend naar grotere formaten zoals 6-inch onvermijdelijk, hoewel 8-inch wafers op de korte termijn momenteel mainstream zijn vanwege kostenreductie en efficiëntieverbetering. Er wordt daarom verwacht dat de markt voor elektrische voertuigen in de toekomst een voortdurende groei van de vraag naar 8-inch wafers zal stimuleren.
Vanuit een supply chain-perspectief betekent de overstap naar 8-inch wafers een doorbraak voor SiC-fabrikanten. Volgens inzichten uit de sector is de markt voor 6-inch SiC-apparaten een fase van hevige concurrentie ingegaan, vooral op het gebied van de SiC-junctiebarrièrediode (JBD). Voor kleinere en minder concurrerende ondernemingen staan de winstmarges steeds meer onder druk, wat wijst op een naderende ronde van consolidatie en herstructurering in de toekomst.
De markt voor siliciumcarbide-energieapparatuur zal in 5.33 groeien tot 2026 miljard dollar
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2024/mar/trendforce-250324.shtml
