De opmerkelijke opkomst van de mondiale markt voor siliciumcarbide (SiC) heeft ongetwijfeld de aandacht getrokken. Al in 2017 begon de transitie van silicium naar SiC in vermogenshalfgeleidertoepassingen met de installatie van SiC in Tesla's Model 3. In 2019 koos chipfabrikant Wolfspeed de Nanocenter-faciliteit nabij Utica, New York, om 's werelds eerste 200 mm SiC-fabriek te bouwen. in de Verenigde Staten. De fabriek werd in april 2022 opgeleverd.

Sindsdien is de SiC-goudkoorts in de Verenigde Staten getransformeerd in een wereldwijde investeringswaanzin, voornamelijk gedreven door de toenemende vraag naar elektrische voertuigen. Hoewel siliciumcarbide duidelijk een sleuteltechnologie is voor de toekomst van halfgeleiders, loopt het, nu het de reguliere markt voor vermogenselektronica betreedt, het risico om snel gemeengoed te worden?

In dit artikel schetsen Stephen Rothrock, de oprichter en CEO van ATREG, Jean-Christophe Eloy, president en oprichter van Yole Group, en Poshun Chiu, Senior Technology and Market Analyst bij Yole Intelligence, de wereldwijde SiC-markt en hun voorspellingen voor de toekomst. toekomst van deze revolutionaire technologie.

Recordbrekende marktgroei

Volgens de laatste editie van het Power SiC-rapport van Yole Intelligence wordt verwacht dat de mondiale markt voor SiC-apparaten in 9 zal groeien tot bijna 2028 miljard dollar, wat neerkomt op een stijging van 31% ten opzichte van 2022. Automotive-toepassingen domineren de SiC-markt. goed voor 70% van het marktaandeel. Verwacht wordt dat de markt voor energie-SiC tegen 2022 zich verder zal uitbreiden naar verschillende industriële toepassingen, waaronder transport, energie en telecommunicatie.

Stephen Rothrock verklaarde dat ATREG in de 25 jaar dat ATREG de mondiale markt voor halfgeleiderproductiemiddelen volgt, nog nooit een nieuwe technologie zo snel heeft zien ontwikkelen als SiC. Ondanks de huidige neergang in de sector is er sprake van een sterke groei van SiC. Met behulp van SiC-stroomapparaten zien grote IDM-fabrikanten wereldwijd groeimogelijkheden.

Volgens Yole Intelligence heeft STMicroelectronics de afgelopen jaren een leidende positie behouden op het gebied van de omzet uit SiC-apparaten. Het bedrijf had in 700 een omzet van ongeveer $2022 miljoen en zal naar verwachting in 1.2 een omzet van $2023 miljard bereiken. In navolging van de wereldwijde leider op het gebied van vermogenselektronica, Infineon Technologies, heeft het bedrijf de afgelopen twee jaar een aanzienlijke omzetgroei laten zien.

"Wolfspeed, Onsemi, ROHM en Bosch worden beschouwd als topspelers in het realiseren van omzetgroei", aldus Jean-Christophe Eloy. "Toonaangevende bedrijven hebben het IDM-bedrijfsmodel geïmplementeerd om de time-to-market voor deze snelgroeiende en winstgevende SiC-apparaatbusiness te versnellen."

Uit het onderzoek van Yole Intelligence blijkt ook dat 150 mm SiC-wafels momenteel het belangrijkste platform zijn voor de productie van apparaten, en dat er nog geen bulkverzendingen van 8-inch wafers op de publieke markt zijn. Voor de bestaande of geplande constructie van 200 mm SiC-waferfabrieken hanteren grote IDM's verschillende inkoopstrategieën op basis van hun positie binnen het halfgeleider-ecosysteem. Wolfspeed is momenteel het enige bedrijf dat zich toelegt op het vergroten van de 200 mm SiC-productiecapaciteit in de Mohawk Valley-fabriek in New York. Andere fabrikanten breiden hun interne wafercapaciteit van 150 mm uit en ontwikkelen tegelijkertijd wafers van 200 mm.

"Voor bedrijven die niet van plan zijn over te stappen op 8-inch wafers, is de meest gebruikelijke aanpak om meerdere keren 150 mm SiC-wafels aan te schaffen", legt Chiu uit. "In 2021 nam Onsemi het SiC-waferbedrijf GT Advanced Technologies (GTAT) over, terwijl ROHM in 2009 SiCrystal overnam. We begrijpen echter dat deze bedrijven ook een groot aantal 150 mm SiC-wafels betrekken van externe waferleveranciers." hij voegde toe.

In 2019 nam STMicroelectronics Norstel, een SiC-waferbedrijf, over om interne wafercapaciteit te ontwikkelen. Tegelijkertijd werkte het bedrijf samen met Soitec om technische substraten te ontwikkelen, en werkte het samen met Sanan Optoelectronics om een joint venture ter waarde van $ 3.2 miljard te vormen voor de levering van 8-inch SiC-wafels. Infineon Technologies en Mitsubishi Electric concentreerden zich op apparaatverwerking op het 200 mm SiC-platform en maakten gebruik van externe leveranciers voor 200 mm-wafels.

Op 31 augustus kondigde Bosch de voltooiing aan van de overname van de 200 mm waferfabriek van TSI Semiconductors in Roseville, Californië, gefaciliteerd door ATREG. Na een herstructureringsfase die in 2026 begint, zal de fabriek beginnen met de productie van de eerste batch SiC-chips op wafers van 200 mm. Het aantrekken van een van Europa's grootste fabrikanten naar de Verenigde Staten (die voorheen alleen front-end-chips in Duitsland produceerde) is een belangrijke overwinning voor de Amerikaanse halfgeleiderindustrie, aangezien Bosch van plan is de komende jaren 1.5 miljard dollar te investeren in de fabriek in Roseville.

Ondanks dat we relatief laat actief zijn op de markt voor SiC-apparaten, wijzen de prestaties van Onsemi in het eerste kwartaal van 2023 erop dat het bedrijf klaar is om in 1 een ambitieuze omzet van $2023 miljard te behalen. Als voorkeursleverancier van SiC-apparaten voor Tesla en andere fabrikanten van originele auto-onderdelen, De omzet van het bedrijf wordt grotendeels bepaald door de grote betrokkenheid bij de levering van elektrische voertuigen. Als onderdeel van een investering van $ 1 miljard die in 2021 voor het komende decennium op SiC-gebied werd aangekondigd, heeft Coherent zijn uitbreidingsplannen voor de productie van SiC-substraten en epitaxie in Zweden en de Verenigde Staten versneld. De productiecapaciteit voor wafels van de fabriek in Easton, Pennsylvania zal naar verwachting tegen 1 2027 miljoen wafels bereiken, wat overeenkomt met 150 mm-substraten, waarvan 200 mm al in massaproductie is.

In Europa werkt Wolfspeed samen met ZF om een geavanceerde 200 mm SiC-fabriek te bouwen in het Duitse Endorf, met een investering van $3 miljard om de enorme transformatie van de Duitse auto-industrie te ondersteunen. Continental heeft een meerjarige leveringsovereenkomst voor siliciumcarbide-apparaten getekend met STMicroelectronics, terwijl STMicroelectronics € 292.5 miljoen aan financiering heeft ontvangen van de Europese Commissie voor de bouw van een waferfabriek in Catania, Sicilië.

In Azië heeft Infineon onlangs plannen aangekondigd om 's werelds grootste 200 mm SiC-energiecentrale te bouwen in Kulim, Maleisië, met een potentiële omzet van € 7 miljard tegen het einde van dit decennium. Daarnaast heeft Renesas Electronics samengewerkt met Wolfspeed om een leveringsovereenkomst voor wafers uit te voeren, waarbij een aanbetaling van $ 2 miljard is gedaan om een 10-jarige verbintenis van Wolfspeed voor SiC-wafers en epitaxiale substraten veilig te stellen.

Wordt vervolgd...