Jika berbicara tentang SiC yang diterapkan secara ekstrem, apa saja pilihan dan prospek masa depannya?

Peningkatan luar biasa dalam pasar silikon karbida (SiC) global tidak diragukan lagi telah menarik perhatian. Pada awal tahun 2017, transisi dari silikon ke SiC dalam aplikasi semikonduktor daya dimulai dengan pemasangan SiC di Tesla Model 3. Pada tahun 2019, produsen chip Wolfspeed memilih fasilitas Nanocenter dekat Utica, New York, untuk membangun pabrik SiC 200 mm pertama di dunia. di Amerika Serikat. Pabrik tersebut selesai dibangun pada April 2022.

Sejak saat itu, demam emas SiC di Amerika Serikat telah berubah menjadi kegilaan investasi global, terutama didorong oleh meningkatnya permintaan kendaraan listrik. Meskipun silikon karbida jelas merupakan teknologi kunci bagi masa depan semikonduktor, ketika silikon karbida memasuki pasar arus utama elektronika daya, apakah silikon karbida menghadapi risiko untuk segera menjadi komoditas?

Dalam artikel ini, Stephen Rothrock, pendiri dan CEO ATREG, Jean-Christophe Eloy, Presiden, dan pendiri Yole Group, dan Poshun Chiu, Analis Teknologi dan Pasar Senior di Yole Intelligence, menguraikan pasar SiC global dan prediksi mereka untuk masa depan teknologi revolusioner ini.

Pertumbuhan pasar yang memecahkan rekor

Menurut edisi terbaru laporan Power SiC yang dirilis oleh Yole Intelligence, pasar perangkat SiC listrik global diproyeksikan akan tumbuh hampir $9 miliar pada tahun 2028, meningkat sebesar 31% dibandingkan tahun 2022. Aplikasi otomotif mendominasi pasar SiC, menguasai 70% pangsa pasar. Pada tahun 2022, pasar SiC listrik diperkirakan akan berkembang lebih jauh ke berbagai aplikasi industri termasuk transportasi, energi, dan telekomunikasi.

Stephen Rothrock menyatakan bahwa dalam 25 tahun ATREG melacak pasar aset manufaktur semikonduktor global, mereka belum pernah melihat teknologi baru berkembang secepat SiC. Meskipun industri saat ini mengalami penurunan, pertumbuhan SiC yang kuat terlihat. Dengan bantuan perangkat daya SiC, produsen IDM besar di seluruh dunia melihat peluang pertumbuhan.

Menurut Yole Intelligence, STMicroelectronics telah mempertahankan posisi terdepan dalam pendapatan perangkat SiC dalam beberapa tahun terakhir. Perusahaan ini memiliki pendapatan sekitar $700 juta pada tahun 2022, dan diproyeksikan mencapai pendapatan $1.2 miliar pada tahun 2023. Mengikuti jejak pemimpin elektronika daya global Infineon Technologies, perusahaan ini telah menunjukkan pertumbuhan pendapatan yang signifikan dalam dua tahun terakhir.

“Wolfspeed, Onsemi, ROHM, dan Bosch dianggap sebagai pemain top dalam mencapai pertumbuhan pendapatan,” tambah Jean-Christophe Eloy. “Perusahaan-perusahaan terkemuka telah menerapkan model bisnis IDM untuk mempercepat waktu pemasaran bisnis perangkat SiC yang berkembang pesat dan menguntungkan ini.”

Penelitian Yole Intelligence juga menunjukkan bahwa wafer SiC 150mm saat ini menjadi platform utama untuk pembuatan perangkat, dan belum ada pengiriman massal wafer 8 inci ke pasar umum. Untuk pembangunan pabrik wafer SiC 200 mm yang sudah ada atau yang direncanakan, IDM besar mengadopsi strategi pengadaan yang berbeda berdasarkan posisi mereka dalam ekosistem semikonduktor. Wolfspeed saat ini merupakan satu-satunya perusahaan yang berdedikasi untuk meningkatkan kapasitas produksi SiC 200 mm di fasilitas Mohawk Valley di New York. Pabrikan lain memperluas kapasitas wafer internal 150mm sekaligus mengembangkan wafer 200mm.

“Bagi perusahaan yang tidak berniat melakukan transisi ke wafer 8 inci, pendekatan yang paling umum adalah dengan melakukan pengadaan wafer SiC 150 mm berkali-kali,” jelas Chiu. “Pada tahun 2021, Onsemi mengakuisisi perusahaan wafer SiC GT Advanced Technologies (GTAT), sementara ROHM mengakuisisi SiCrystal pada tahun 2009. Namun, kami memahami bahwa perusahaan-perusahaan ini juga membeli wafer SiC 150mm dalam jumlah besar dari pemasok wafer eksternal.” dia menambahkan.

Pada tahun 2019, STMicroelectronics mengakuisisi Norstel, sebuah perusahaan wafer SiC, untuk mengembangkan kapasitas wafer internal. Pada saat yang sama, perusahaan berkolaborasi dengan Soitec untuk mengembangkan substrat rekayasa, dan bermitra dengan Sanan Optoelektronik untuk membentuk usaha patungan senilai $3.2 miliar untuk memasok wafer SiC 8 inci. Infineon Technologies dan Mitsubishi Electric berfokus pada pemrosesan perangkat pada platform SiC 200mm dan menggunakan pemasok eksternal untuk wafer 200mm.

Pada tanggal 31 Agustus, Bosch mengumumkan penyelesaian akuisisi pabrik wafer 200 mm TSI Semiconductors di Roseville, California, yang difasilitasi oleh ATREG. Setelah fase restrukturisasi yang dimulai pada tahun 2026, fasilitas tersebut akan mulai memproduksi batch pertama chip SiC pada wafer 200mm. Menarik salah satu produsen terbesar Eropa ke Amerika Serikat (yang sebelumnya hanya memproduksi chip front-end di Jerman) merupakan kemenangan signifikan bagi industri semikonduktor AS, karena Bosch berencana untuk menginvestasikan $1.5 miliar di fasilitas Roseville selama beberapa tahun ke depan.

Meskipun relatif terlambat dalam pasar perangkat SiC listrik, kinerja Onsemi pada kuartal pertama tahun 2023 menunjukkan bahwa perusahaan tersebut siap untuk mencapai pendapatan ambisius sebesar $1 miliar pada tahun 2023. Sebagai pemasok perangkat SiC pilihan untuk Tesla dan produsen peralatan asli otomotif lainnya, Pendapatan perusahaan sebagian besar didorong oleh keterlibatan mendalam dalam pengiriman kendaraan listrik. Sebagai bagian dari investasi senilai $1 miliar yang diumumkan pada tahun 2021 untuk dekade berikutnya di bidang SiC, Coherent telah mempercepat rencana perluasan manufaktur substrat SiC dan epitaksi di Swedia dan Amerika Serikat. Kapasitas produksi wafer di fasilitas Easton, Pennsylvania diperkirakan akan mencapai 1 juta wafer pada tahun 2027, setara dengan substrat 150mm, dan 200mm sudah diproduksi massal.

Di Eropa, Wolfspeed berkolaborasi dengan ZF untuk membangun pabrik SiC 200 mm yang canggih di Endorf, Jerman, dengan investasi $3 miliar untuk mendukung transformasi besar-besaran industri otomotif Jerman. Continental telah menandatangani perjanjian pasokan multi-tahun untuk perangkat silikon karbida dengan STMicroelectronics, sementara STMicroelectronics telah menerima dana €292.5 juta dari Komisi Eropa untuk pembangunan pabrik wafer di Catania, Sisilia.

Di Asia, Infineon baru-baru ini mengumumkan rencana untuk membangun pembangkit listrik SiC 200mm terbesar di dunia di Kulim, Malaysia, dengan potensi pendapatan sebesar €7 miliar pada akhir dekade ini. Selain itu, Renesas Electronics telah bermitra dengan Wolfspeed untuk melaksanakan perjanjian pasokan wafer, membayar deposit $2 miliar untuk mendapatkan komitmen 10 tahun dari Wolfspeed untuk wafer SiC dan substrat epitaxial.

Bersambung...