Когда дело доходит до крайности в применении SiC, каковы варианты и перспективы на будущее?

Значительный рост мирового рынка карбида кремния (SiC), несомненно, привлек внимание. Еще в 2017 году переход от кремния к SiC в силовых полупроводниковых приложениях начался с установки SiC в Tesla Model 3. В 2019 году производитель чипов Wolfspeed выбрал объект Nanocenter недалеко от Ютики, штат Нью-Йорк, для строительства первого в мире завода по производству SiC толщиной 200 мм. В Соединенных Штатах. Завод был завершен в апреле 2022 года.

С тех пор золотая лихорадка SiC в США превратилась в глобальное инвестиционное безумие, вызванное, в первую очередь, растущим спросом на электромобили. Хотя карбид кремния, несомненно, является ключевой технологией будущего полупроводников, когда он выходит на основной рынок силовой электроники, сталкивается ли он с риском быстрого превращения в товар?

В этой статье Стивен Ротрок, основатель и генеральный директор ATREG, Жан-Кристоф Элой, президент и основатель Yole Group, и Пошун Чиу, старший аналитик по технологиям и рынку в Yole Intelligence, обрисовывают глобальный рынок SiC и свои прогнозы относительно будущее этой революционной технологии.

Рекордный рост рынка

Согласно последнему выпуску отчета Power SiC, опубликованному Yole Intelligence, прогнозируется, что к 9 году мировой рынок силовых SiC-устройств вырастет почти до 2028 миллиардов долларов, что представляет собой рост на 31% по сравнению с 2022 годом. На рынке SiC доминируют автомобильные приложения. занимает 70% доли рынка. Ожидается, что к 2022 году рынок силовых SiC продолжит расширяться и охватит различные промышленные применения, включая транспорт, энергетику и телекоммуникации.

Стивен Ротрок заявил, что за 25 лет, пока ATREG отслеживает мировой рынок активов для производства полупроводников, они никогда не видели, чтобы новая технология развивалась так быстро, как SiC. Несмотря на текущий спад в отрасли, наблюдается сильный рост производства SiC. С помощью силовых устройств SiC крупнейшие производители IDM во всем мире видят возможности для роста.

По данным Yole Intelligence, компания STMicroelectronics в последние годы сохраняет лидирующие позиции по доходам от устройств на основе карбида кремния. В 700 году выручка компании составила около 2022 миллионов долларов, а в 1.2 году, по прогнозам, она достигнет 2023 миллиарда долларов. Следуя за мировым лидером в области силовой электроники Infineon Technologies, компания продемонстрировала значительный рост доходов за последние два года.

«Wolfspeed, Onsemi, ROHM и Bosch считаются ведущими игроками в достижении роста доходов», — добавил Жан-Кристоф Элой. «Ведущие компании внедрили бизнес-модель IDM, чтобы ускорить выход на рынок этого быстрорастущего и прибыльного бизнеса по производству SiC-устройств».

Исследование Yole Intelligence также показывает, что 150-миллиметровые пластины SiC в настоящее время являются основной платформой для производства устройств, при этом массовых поставок 8-дюймовых пластин на открытый рынок пока нет. Для существующих или планируемых производств по производству 200-миллиметровых пластин SiC основные IDM принимают различные стратегии закупок в зависимости от их положения в полупроводниковой экосистеме. Wolfspeed в настоящее время является единственной компанией, которая намерена увеличить мощности по производству карбида кремния толщиной 200 мм на своем заводе в Mohawk Valley в Нью-Йорке. Другие производители расширяют свою внутреннюю емкость пластин диаметром 150 мм, одновременно разрабатывая пластины диаметром 200 мм.

«Для компаний, которые не собираются переходить на 8-дюймовые пластины, наиболее распространенным подходом является закупка 150-миллиметровых пластин SiC несколько раз», — отметил Чиу. «В 2021 году Onsemi приобрела компанию GT Advanced Technologies (GTAT), производящую пластины SiC, а ROHM приобрела SiCrystal в 2009 году. Однако мы понимаем, что эти компании также закупают большое количество пластин SiC диаметром 150 мм у внешних поставщиков пластин». добавил он.

В 2019 году STMicroelectronics приобрела Norstel, компанию по производству пластин SiC, для развития собственных мощностей по производству пластин. В то же время компания сотрудничала с Soitec для разработки специальных подложек и стала партнером Sanan Optoelectronics для создания совместного предприятия стоимостью 3.2 миллиарда долларов для поставок 8-дюймовых пластин SiC. Infineon Technologies и Mitsubishi Electric сосредоточились на обработке устройств на платформе SiC диаметром 200 мм и привлекли внешних поставщиков для изготовления пластин диаметром 200 мм.

31 августа компания Bosch объявила о завершении сделки по приобретению завода по производству 200-миллиметровых пластин TSI Semiconductors в Розвилле, штат Калифорния, при содействии ATREG. После этапа реструктуризации, который начнется в 2026 году, предприятие начнет производить первую партию SiC-чипов на 200-миллиметровых пластинах. Привлечение одного из крупнейших производителей Европы в США (который ранее производил только интерфейсные чипы в Германии) является значительной победой для полупроводниковой промышленности США, поскольку Bosch планирует инвестировать 1.5 миллиарда долларов в завод в Розвилле в течение следующих нескольких лет.

Несмотря на то, что Onsemi относительно поздно вышла на рынок силовых SiC-устройств, результаты деятельности Onsemi в первом квартале 2023 года позволяют предположить, что компания готова достичь амбициозных доходов в размере 1 миллиарда долларов в 2023 году. Будучи предпочтительным поставщиком SiC-устройств для Tesla и других производителей оригинального автомобильного оборудования, Доходы компании во многом обусловлены активным участием в поставках электромобилей. В рамках объявленных в 1 году инвестиций в размере 2021 миллиарда долларов США на следующее десятилетие в области SiC компания Coherent ускорила реализацию планов по расширению производства подложек SiC и эпитаксии в Швеции и США. Ожидается, что к 1 году мощность производства пластин на предприятии в Истоне, штат Пенсильвания, достигнет 2027 миллиона пластин, что эквивалентно подложкам диаметром 150 мм, причем 200 мм уже находятся в массовом производстве.

В Европе Wolfspeed сотрудничает с ZF в строительстве современного завода по производству карбида кремния толщиной 200 мм в немецком Эндорфе, инвестируя 3 миллиарда долларов для поддержки масштабной трансформации немецкой автомобильной промышленности. Continental подписала с STMicroelectronics многолетнее соглашение о поставках устройств из карбида кремния, а STMicroelectronics получила финансирование в размере 292.5 млн евро от Европейской комиссии на строительство завода по производству пластин в Катании, Сицилия.

В Азии Infineon недавно объявила о планах построить крупнейшую в мире электростанцию из карбида кремния толщиной 200 мм в Кулиме, Малайзия, с потенциальным доходом в 7 миллиардов евро к концу этого десятилетия. Кроме того, Renesas Electronics заключила партнерское соглашение с Wolfspeed для заключения соглашения о поставке пластин, внеся залог в размере 2 миллиардов долларов, чтобы обеспечить 10-летнее обязательство Wolfspeed по поставкам SiC-подложек и эпитаксиальных подложек.

Продолжение следует...