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垂直整合正在塑造功率SiC生态系统

2022/5/13 7:57:08      材料来源:化合物半导体

Yole 将英飞凌科技、安森美、罗姆、意法半导体、Wolfspeed 描述为“泰坦之战”

 

据Yole Développement的化合物半导体团队数据,到2027年,SiC器件市场将达到63亿美元。

 

Yole化合物半导体和新兴材料技术和市场分析师Poshun Chiu评论说:“随着更多 800V 电动汽车的推出,预计 SiC 将快速增长。同时,充电基础设施和光伏是支持电动汽车趋势的两个市场。需要更多的充电桩来支持不断增多的电动汽车,而可再生能源与电动汽车有着相同的二氧化碳零排放目标。这些是SiC获得更多动力的市场。”

 

SiC市场参与者正努力在这项价值数十亿美元的业务中创造更多收入。例如,意法半导体、Wolfspeed、安森美和英飞凌科技等公司都宣布了他们的“十亿美元收入”目标。尽管每个参与者选择了不同的路径,但可以清楚地发现它们之间商业模式的相似性。

 

IDM(集成设备制造商)的商业模式是领先厂商选择供应器件(尤其是电源模块)的模式。这种商业模式代表着更高的美元价值以增加收入。

 

意法半导体是领先的 SiC 公司,因为其模块已在特斯拉 Model 3 中使用了好几年。它的活动不仅在器件层面;事实上,意法半导体在 2021 年展示了其内部的8英寸SiC衬底。

 

另一家领先的SiC公司安森美在2021年迈出了重要的一步,收购了 SiC 晶体供应商 GT Advanced Technologies。如今,安森美正致力于扩大其SiC衬底产能。其目标是支持其快速增长的SiC业务。

 

与此同时,英飞凌科技的SiC器件业务在 2021 年实现了126%的增长,超过了57%的平均增长率。英飞凌开发的800V现代Ioniq5的设计成功帮助它进入了快车道。

 

英飞凌科技股份公司SiC副总裁Peter Friedrichs表示:“SiC带来的效率优势与全球范围内节约电能的努力完全吻合。不仅在太阳能转换或电动汽车充电等新兴和新应用中,而且在传统功率半导体应用中,采用率都会提高。我们不再需要宣传该技术的好处;这些在业界已众所周知——现在正在转向智能实施的问题,从而带来长期的性价比优势。

 

Wolfspeed还表现出将其活动重点放在SiC业务上的决心。几年前,该公司决定进行重大重组,出售其LED业务并扩大其功率器件业务。凭借其在SiC衬底上的领先地位,Wolfspeed现已对其8英寸衬底厂进行了认证。该公司正在向前发展,并提高了增长速度。

 

与此同时,罗姆在十年前收购了SiCrystal 以进行垂直整合后,正在扩大器件和衬底的产能。而II-VI通过展示符合汽车标准的1200V器件以及与通用电气的扩展合作伙伴关系,分享了他们的长期观点。

 

过去几年,这些主要参与者重塑了 SiC 生态系统。据 Yole 称,有两个主要趋势影响其供应链:衬底制造和模块封装的垂直整合,以便在未来几年获得更多收入。在此背景下,终端系统公司,例如汽车 OEM,正在更快、更灵活地采用 SiC,以管理与市场上多个衬底供应商的供应……

 

创新推动

 

从技术发展的角度,提出了SiC晶圆的创新方法。截至2022年,SiC衬底仍占SiC器件成本的主要部分。据System Plus Consulting的技术和成本分析师Amine Allouche在《2021年SiC晶体管比较》报告中的说法:“SiC原衬底成本占1200V SiC MOSFET外延片成本的60%以上。尽管SiC衬底产能一直在扩大,但在质量、产量和成本方面仍有很强的创新动力”。

 

8英寸SiC衬底被认为是扩大生产规模的关键步骤。其目的显然是为了提高产量并在下一轮竞争中获得优势。主要的IDM正在开发自己的8英寸SiC衬底制造能力;截至2022年,已经有一些衬底供应商开始给出样品。

 

在Yole的功率SiC预测中,6英寸仍将是未来五年的领先平台。不过,8英寸的初始产量将在2022年开始,它将被市场参与者作为一种战略资源。

 

另一种方法是优化衬底加工工艺,从而从单个SiC晶锭生产更多衬底。DISCO等解决方案供应商已开发出激光切割系统以提高产量。而英飞凌科技已经对他们的冷分割技术进行了认证。

 

打破常规思维,一些公司提出了非常不同的 SiC衬底制造方法。Soitec 应用他们的 SmartCut™ 技术生产具有较低缺陷率的薄层的SiC衬底和具有较低电阻率的复合衬底。一家日本公司Sumitomo Metal Mining计划在未来几年增加其工程化SiC衬底的生产。瑞典初创公司 KISAB提供基于衬底的方法来提供高质量的SiC衬底。这些创新可能会在未来几年加速 SiC 的全球发展……更多信息请见i-Micronews。

 

未来五年,在主要由电动车应用拉动的强大市场中,SiC的前景将达到数十亿美元,预计SiC将进入越来越多的应用领域。为了实现这一目标,生态系统的演变和创新是最值得关注的因素。IDM是SiC的主要商业模式。此外,主要的 SiC 厂商正沿着供应链向模块级转移。其战略是创造价值。与此同时,创新从未停止。因此,新进入者正在带来新的方法,以提高规模、产量、质量或成本效率。

 

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