Nyheter: Marknader
25 mars 2024
Med den kontinuerliga ökningen av efterfrågan på kiselkarbidsubstrat (SiC) under de senaste åren har kravet på kostnadsminskningar för SiC blivit allt starkare, eftersom det slutgiltiga produktpriset fortfarande är nyckelfaktorn för konsumenterna, säger marknadsundersökningsföretaget TrendForce.
Kostnaden för SiC-substrat står för den högsta andelen av hela kostnadsstrukturen och når cirka 50 %. Kostnadsminskning och förbättring av utnyttjandegraden i substratsegmentet är därför särskilt avgörande. Stora substrat, på grund av sina kostnadsfördelar, antas därför gradvis, med höga förväntningar.
Den kinesiska SiC-substrattillverkaren TankeBlue Semiconductor beräknar att en uppgradering från 4-tum till 6-tum kan minska kostnaderna med 50 % per enhet, och att uppgradera från 6-tum till 8-tum kan minska kostnaderna med ytterligare 35 %.
Samtidigt kan 8-tums substrat ge mer spån, vilket resulterar i slöseri med nedre kant. Enkelt uttryckt erbjuder 8-tums substrat en högre utnyttjandegrad, vilket är den främsta anledningen till att stora tillverkare aktivt utvecklar dem.
För närvarande är 6-tums SiC-substrat fortfarande dominerande, men 8-tumssubstrat börjar penetrera marknaden. Till exempel i juli 2023 meddelade Wolfspeed att dess 8-tumsfabrik hade börjat skicka SiC MOSFETs till kinesiska kunder, vilket indikerar dess bulkleverans av 8-tums SiC-substrat. TankeBlue har också startat småskaliga leveranser av 8-tums substrat, med planer på att uppnå medelstora leveranser till 2024.
Accelererad utveckling av 8-tums SiC-substratsortiment
Sedan Wolfspeed visade prover för första gången 2015, har 8-tums SiC-substratet genomgått en utvecklingshistoria på 7–8 år, med betydande acceleration i teknologi och produktutveckling under de senaste två åren.
Förutom Wolfspeed, som har uppnått massproduktion, finns det sju företag som förväntas uppnå massproduktion av 8-tums SiC-substrat i år eller under de närmaste 1-2 åren.
När det gäller investeringar fortsätter Wolfspeed att bygga John Palmour Silicon Carbide Manufacturing Center (SiC-substratanläggning) i North Carolina, USA. Denna anläggning kommer att ytterligare driva på expansionen av substratproduktionskapaciteten för att möta den ökande efterfrågan på 8-tums wafers.
Coherent tillkännagav också planer förra året att utöka sin produktion av 8-tums substrat och epitaxiella wafers, med storskaliga expansionsprojekt i USA och Sverige. När det gäller produktexportkanaler har Coherent fått en investering på 1 miljard dollar från Mitsubishi Electric och Denso för att tillhandahålla långsiktiga 6/8-tums SiC-substrat och epitaxiella wafers till båda företagen.
Europabaserade STMicroelectronics investerade också i 8-tumsdomänen förra året genom att samarbeta med Hunan Sanan Semiconductor för att konstruera en 8-tums SiC-waferfab i Kina. Det senare kommer att åtfölja det genom att etablera en 8-tums SiC-substratanläggning, vilket säkerställer en stabil tillgång på material för det gemensamma företaget. Samtidigt utvecklar ST sina egna substrat och samarbetade tidigare med Frankrike-baserade Soitec för att åstadkomma massproduktion av 8-tums SiC-substrat.
När det gäller kinesiska tillverkare har för närvarande över 10 företag gått in i provtagnings- och småskaliga produktionsstadier för 8-tums SiC-substrat. Dessa inkluderar företag som 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 och Yuehaijin Semiconductor Materials Co.
Dessutom forskar många andra kinesiska tillverkare för närvarande på 8-tumssubstrat, som GlobalWafers, Dongni Electronics, Hesheng Silicon Industry och Tiancheng Semiconductor.
För närvarande har klyftan mellan kinesiska substrattillverkare och de internationella jättarna minskat avsevärt. Företag som Infineon har etablerat långsiktiga partnerskap med kinesiska tillverkare som SICC Co och TanKeBlue. Ur en teknisk synvinkel återspeglar detta minskande gap den övergripande förbättringen av substratteknologi globalt. Framöver förväntas samordnade ansträngningar från olika tillverkare driva utvecklingen av 8-tums substratteknologi.
Sammantaget finns det ett växande momentum i den övergripande utvecklingen av 8-tums SiC-substrat, med betydande genombrott i både kvantitet och kvalitet.
Globala 8-tums SiC-fabriker påskyndar expansionen
När substratmaterial fortsätter att bryta igenom tekniska tak, nådde den globala ökningen av antalet nya 8-tums SiC-fabriker nya höjder 2023.
Enligt TrendForce implementerades cirka 12 expansionsprojekt relaterade till 8-tums wafers 2023. Bland dem leddes åtta av globala tillverkare som Wolfspeed, Onsemi, STMicroelectronics, Infineon, Rohm, med flera. STMicroelectronics samarbetade också med Sanan Semiconductor i ett projekt. Dessutom leddes tre projekt av kinesiska tillverkare som Global Power Technology, United Nova Technology Co och J2 Semiconductor.
Ur ett regionalt perspektiv förväntas betydande investeringar i nya 8-tums SiC-fabriker i nyckelregioner som Europa, Amerika, Japan, Sydkorea, Kina och Sydostasien. Från och med nu finns det cirka 11 8-tumsfabriker, antingen under uppbyggnad eller planerade globalt.
Dessa inkluderar två anläggningar av Wolfspeed (i Mohawk, NY, USA och Saarland, Tyskland), en av Bosch (i Roseville, USA), en egenbyggd av STMicroelectronics (i Catania, Italien), ett joint venture med Sanan (i Chongqing, Kina), en av Infineon (i Kulim, Malaysia), en av Mitsubishi Electric (i Kumamoto, Japan), två av Rohm (i Chikugo och Kunitomi, Japan), en av ON Semiconductor (i Bucheon, Sydkorea), och en av Fuji Electric (i Matsumoto, Japan).
När det gäller riktningen för tillverkares expansion är Boschs och ON Semiconductors investeringar 2023 direkt inriktade på SiC-marknaden för fordon. STMicroelectronics planerade 8-tums SiC-chipfabrik i Italien riktar sig också till elfordonsmarknaden. Medan andra tillverkare inte uttryckligen har angett de riktade applikationerna för framtida produktionskapacitet, är elfordon den primära tillväxtmotorn för SiC både för närvarande och i framtiden, vilket gör det till en samlingspunkt för expansion bland stora tillverkare.
Inom elfordonssektorn har 800V högspänningsplattformen blivit en tydlig utvecklingstrend. 800V-plattformen kräver halvledarkomponenter med högre spänning, vilket får tillverkare att börja utveckla 1200V SiC-kraftenheter.
Ur ett kostnadsperspektiv, även om 6-tums wafers för närvarande är mainstream på kort sikt, är trenden mot större storlekar som 8-tums oundviklig för kostnadsreduktion och effektivitetsförbättringsändamål. Elfordonsmarknaden förväntas därför driva på en kontinuerlig tillväxt i efterfrågan på 8-tums wafers i framtiden.
Ur ett leveranskedjeperspektiv representerar övergången till 8-tums wafers ett genombrott för SiC-tillverkare. Enligt branschinsikter har marknaden för 6-tums SiC-enheter gått in i en fas av intensiv konkurrens, särskilt inom SiC-övergångsbarriärdioden (JBD). För småskaliga och mindre konkurrenskraftiga företag pressas vinstmarginalerna alltmer, vilket indikerar en förestående omgång av konsolidering och omstrukturering i framtiden.
Marknaden för kraftenheter av kiselkarbid kommer att växa till 5.33 miljarder dollar 2026
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2024/mar/trendforce-250324.shtml
