כשמדובר ב-SiC ברמת קיצון, מהן האפשרויות והסיכויים העתידיים?

העלייה המדהימה של שוק הסיליקון קרביד העולמי (SiC) משכה ללא ספק תשומת לב. כבר בשנת 2017, המעבר מסיליקון ל-SiC ביישומי מוליכים למחצה הספק החל עם התקנת SiC בדגם 3 של טסלה. בשנת 2019 בחרה יצרנית השבבים Wolfspeed במתקן Nanocenter ליד Utica, ניו יורק, כדי לבנות את מפעל ה-200 מ"מ SiC הראשון בעולם. בארצות הברית. המפעל הושלם באפריל 2022.

מאז, הבהלה לזהב SiC בארצות הברית הפכה לטירוף השקעות עולמי, שמונעת בעיקר מהביקוש הגובר לרכבים חשמליים. בעוד שסיליקון קרביד הוא ללא ספק טכנולוגיית מפתח לעתיד המוליכים למחצה, כאשר הוא נכנס לשוק האלקטרוניקה המרכזית, האם הוא עומד בפני הסיכון להפוך במהירות למצרכן?

במאמר זה, סטיבן רות'רוק, המייסד והמנכ"ל של ATREG, ז'אן-כריסטוף אלוי, נשיא ומייסד Yole Group, ו-Poshun Chiu, אנליסט טכנולוגיה ושוק בכיר ב-Yole Intelligence, מתארים את שוק ה-SiC העולמי ואת התחזיות שלהם עבור העתיד של הטכנולוגיה המהפכנית הזו.

צמיחה שוברת שיא בשוק

על פי המהדורה האחרונה של דו"ח Power SiC שפורסמה על ידי Yole Intelligence, ההערכה היא ששוק מכשירי ה-SiC הגלובלי יגדל לכמעט 9 מיליארד דולר עד 2028, המהווה עלייה של 31% בהשוואה לשנת 2022. יישומי רכב שולטים בשוק ה-SiC, מהווים 70% מנתח השוק. עד 2022, שוק ה-SiC החשמלי צפוי להתרחב עוד יותר ליישומים תעשייתיים שונים, כולל תחבורה, אנרגיה וטלקומוניקציה.

סטיבן רות'רוק הצהיר שבמשך 25 השנים שבהן ATREG עוקב אחר שוק נכסי ייצור המוליכים למחצה העולמי, הם מעולם לא ראו טכנולוגיה חדשה מתפתחת במהירות כמו SiC. למרות השפל הנוכחי בתעשייה, ניתן לראות צמיחה חזקה ב-SiC. בעזרת התקני כוח SiC, יצרני IDM גדולים ברחבי העולם רואים הזדמנויות לצמיחה.

לפי Yole Intelligence, STMicroelectronics שמרה על עמדה מובילה בהכנסות ממכשירי SiC בשנים האחרונות. לחברה היו הכנסות של כ-700 מיליון דולר ב-2022, והיא צפויה להגיע להכנסות של 1.2 מיליארד דולר ב-2023. בעקבות מובילת האלקטרוניקה העולמית Infineon Technologies, החברה הציגה צמיחה משמעותית בהכנסות בשנתיים האחרונות.

"Wolfspeed, Onsemi, ROHM ו-Bosch נחשבים לשחקנים מובילים בהשגת גידול בהכנסות", הוסיף ז'אן כריסטוף אלוי. "חברות מובילות יישמו את המודל העסקי של IDM כדי לזרז את זמן היציאה לשוק עבור עסק הצומח והרווחי הזה של מכשירי SiC במהירות."

המחקר של Yole Intelligence גם מצביע על כך שפוסות SiC בגודל 150 מ"מ הן כיום הפלטפורמה העיקרית לייצור מכשירים, ללא משלוחים בתפזורת של פרוסות 8 אינץ' בשוק הציבורי. עבור הבנייה הקיימת או המתוכננת של 200 מ"מ פרוסות SiC, ה-IDM העיקריים מאמצים אסטרטגיות רכש שונות על סמך מיקומם בתוך המערכת האקולוגית של מוליכים למחצה. Wolfspeed היא כיום החברה היחידה המוקדשת להגדלת כושר הייצור של 200 מ"מ SiC במתקן Mohawk Valley שלה בניו יורק. יצרנים אחרים מרחיבים את הקיבולת הפנימית של פרוסות 150 מ"מ ובמקביל מפתחות פרוסות 200 מ"מ.

"עבור חברות שאינן מתכוונות לעבור לפרוסות בגודל 8 אינץ', הגישה הנפוצה ביותר היא לרכוש פרוסות SiC בגודל 150 מ"מ מספר פעמים", ציין Chiu. "בשנת 2021, Onsemi רכשה את חברת פרוסות SiC GT Advanced Technologies (GTAT), בעוד ש-ROHM רכשה את SiCrystal ב-2009. עם זאת, אנו מבינים שחברות אלו רוכשות גם מספר רב של פרוסות SiC בגודל 150 מ"מ מספקי פרוסות חיצוניים". הוא הוסיף.

בשנת 2019, STMicroelectronics רכשה את Norstel, חברת פרוסות SiC, כדי לפתח קיבולת רקיקית פנימית. במקביל, החברה שיתפה פעולה עם Soitec לפיתוח מצעים מהונדסים, ושיתפה פעולה עם Sanan Optoelectronics כדי ליצור מיזם משותף בשווי 3.2 מיליארד דולר לאספקת פרוסות SiC בגודל 8 אינץ'. Infineon Technologies ומיצובישי אלקטריק התמקדו בעיבוד מכשירים על פלטפורמת 200 מ"מ SiC והשתמשו בספקים חיצוניים עבור פרוסות 200 מ"מ.

ב-31 באוגוסט, בוש הודיעה על השלמת רכישתה של 200 מ"מ פרוסות של TSI Semiconductors ברוזוויל, קליפורניה, בהנחיית ATREG. לאחר שלב ארגון מחדש החל בשנת 2026, המתקן יתחיל לייצר את המנה הראשונה של שבבי SiC על פרוסות 200 מ"מ. משיכת אחד היצרנים הגדולים באירופה לארה"ב (שבעבר ייצרה רק שבבים קדמיים בגרמניה) היא ניצחון משמעותי לתעשיית המוליכים למחצה בארה"ב, שכן בוש מתכננת להשקיע 1.5 מיליארד דולר במתקן רוזוויל במהלך השנים הקרובות.

למרות היותה מאוחרת יחסית בשוק מכשירי ה-SiC, הביצועים של Onsemi ברבעון הראשון של 2023 מצביעים על כך שהחברה צפויה להשיג הכנסות שאפתניות של מיליארד דולר בשנת 1. כספקית מכשירי ה-SiC המועדפת על טסלה ויצרניות ציוד מקורי אחרות, הכנסות החברה מונעות במידה רבה ממעורבות עמוקה במשלוחי רכב חשמליים. כחלק מהשקעה של מיליארד דולר שהוכרזה בשנת 2023 לעשור הבא בתחום ה-SiC, Coherent האיצה את תוכניות הרחבת מצע ה-SiC וייצור האפיטה שלה בשוודיה ובארצות הברית. כושר ייצור הפרוסים של המתקן שלה באיסטון, פנסילבניה צפוי להגיע למיליון פרוסות עד 1, שווה ערך למצעים של 2021 מ"מ, כאשר 1 מ"מ כבר בייצור המוני.

באירופה, Wolfspeed משתפת פעולה עם ZF לבניית מפעל SiC מתקדם בגודל 200 מ"מ באנדורף בגרמניה, עם השקעה של 3 מיליארד דולר כדי לתמוך בשינוי המסיבי של תעשיית הרכב הגרמנית. קונטיננטל חתמה על הסכם אספקה רב-שנתי עבור התקני סיליקון קרביד עם STMicroelectronics, בעוד STMicroelectronics קיבלה מימון של 292.5 מיליון אירו מהנציבות האירופית לבניית מפעל פרוסות בקטניה, סיציליה.

באסיה, Infineon הודיעה לאחרונה על תוכניות לבנות את תחנת הכוח הגדולה בעולם 200 מ"מ SiC בקולים, מלזיה, עם פוטנציאל להכנסה של 7 מיליארד אירו עד סוף העשור הזה. בנוסף, Renesas Electronics שיתפה פעולה עם Wolfspeed לצורך ביצוע הסכם אספקת פרוסות, ותשלם פיקדון של 2 מיליארד דולר כדי להבטיח התחייבות ל-10 שנים של Wolfspeed עבור פרוסות SiC ומצעים אפיטקסיאליים.

המשך יבוא...