近年来对碳化硅(SiC)衬底需求的持续激增
随着近年来对碳化硅(SiC)衬底需求的持续激增,市场研究公司TrendForce表示,对于SiC的成本降低呼声越来越高,因为最终产品价格仍然是消费者的关键决定因素。
本文引用地址://www.cazqn.com/article/202403/456836.htmSiC衬底的成本占整个成本结构的比例最高,约占50%。因此,衬底部分的成本降低和利用率提高尤为关键。由于其成本优势,大尺寸衬底逐渐开始被采用,市场对其寄予了很高的期望。
中国SiC衬底制造商天科蓝半导体计算,从4英寸升级到6英寸可以使单位成本降低50%,从6英寸升级到8英寸可以再次降低35%。
与此同时,8英寸衬底可以生产更多的芯片,从而减少边缘浪费。简单来说,8英寸衬底提供了更高的利用率,这是主要制造商积极开发它们的主要原因。
目前,6英寸SiC衬底仍然占主导地位,但8英寸衬底已经开始渗透市场。例如,2023年7月,Wolfspeed宣布其8英寸晶圆厂已经开始向中国客户发货SiC MOSFETs,表明其批量发货8英寸SiC衬底。天科蓝也已经开始小规模发货8英寸衬底,并计划在2024年实现中等规模发货。
8英寸SiC衬底产品线的加速推进 自Wolfspeed于2015年首次展示样品以来,8英寸SiC衬底已经历了7-8年的发展历程,过去两年技术和产品开发显著加速。
除了已经实现大规模生产的Wolfspeed外,预计还有七家公司将在今年或未来1-2年实现8英寸SiC衬底的大规模生产。
在投资方面,Wolfspeed继续在美国北卡罗来纳州建设约翰·帕尔莫尔碳化硅制造中心(SiC衬底工厂)。这个设施将进一步推动衬底产能的扩张,以满足对8英寸晶圆日益增长的需求。
Coherent去年也宣布了扩大其8英寸衬底和外延片生产的计划,美国和瑞典的大规模扩建项目正在进行中。在产品出口渠道方面,Coherent已经从三菱电机和电装公司获得了10亿美元的投资,为两家公司提供长期的6/8英寸SiC衬底和外延片。欧洲的STMicroelectronics去年也投资于8英寸领域,与湖南三安半导体合作,在中国建立8英寸SiC晶圆厂。后者将建立一个8英寸SiC衬底工厂,为合资企业提供稳定的原材料供应。同时,ST正在开发自己的衬底,并曾与法国的Soitec合作实现8英寸SiC衬底的大规模生产。
就中国制造商而言,目前已有超过10家企业进入了8英寸SiC衬底的样品和小规模生产阶段。这些公司包括Semisic Crystal Co、Jingsheng Mechanical & Electrical Co、SICC Co、Summit Crystal Semiconductor Co、Synlight Semiconductor Co、TanKeBlue Semiconductor Co、Harbin KY Semiconductor、IV Semitec、Sanan Semiconductor、Hypersics和Yuehaijin Semiconductor Materials Co。
此外,许多其他中国制造商目前正在研究8英寸衬底,如GlobalWafers、Dongni Electronics、Hesheng Silicon Industry和Tiancheng Semiconductor。
目前,中国衬底制造商与国际巨头之间的差距已经显著缩小。诸如英飞凌之类的公司已经与中国制造商建立了长期合作关系,如SICC Co和天科蓝。从技术的角度来看,这种缩小的差距反映了全球衬底技术的整体改进。展望未来,预计各个制造商的共同努力将推动8英寸衬底技术的发展。
总的来说,8英寸SiC衬底的整体发展势头强劲,无论在数量还是质量上都取得了重大突破。
全球8英寸SiC晶圆厂加速扩张 随着衬底材料不断突破技术上的障碍,全球新的8英寸SiC晶圆厂数量的增加在2023年达到了新的高度。
根据TrendForce的数据,2023年共实施了大约12个与8英寸晶圆相关的扩建项目。其中,有八个由Wolfspeed、Onsemi、STMicroelectronics、Infineon、Rohm等全球制造商主导。STMicroelectronics还与三安半导体合作了一个项目。此外,还有三个项目由中国制造商领导,包括Global Power Technology、United Nova Technology Co和J2 Semiconductor。
从区域角度来看,预计欧洲、美国、日本、韩国、中国和东南亚等主要地区将进行重大投资,建设新的8英寸SiC晶圆厂。截至目前,全球约有11个8英寸晶圆厂正在建设或计划中。
这些项目涉及各种地点和利益相关者。例如,Wolfspeed在美国纽约州莫霍克和德国萨尔兰州各有两个设施,Bosch在美国罗斯维尔建设了一个,STMicroelectronics在意大利卡塔尼亚自建了一个,与三安半导体合资在中国重庆建设了一个,Infineon在马来西亚库林建设了一个,三菱电机在日本熊本建设了一个,罗姆在日本筑后和国富各建设了一个,ON Semiconductor在韩国富川建设了一个,富士电机在日本松本建设了一个。
关于制造商的扩展方向,Bosch和ON Semiconductor在2023年的投资直接针对汽车SiC市场。STMicroelectronics在意大利计划建设的8英寸SiC芯片工厂也面向电动汽车市场。尽管其他制造商尚未明确说明未来生产能力的目标应用,但电动汽车是SiC当前和未来的主要增长引擎,因此成为主要制造商扩展的焦点。
在电动汽车行业,800V高压平台已经成为明显的发展趋势。800V平台需要更高电压的功率半导体器件,促使制造商开始开发1200V SiC功率器件。
从成本的角度来看,尽管目前6英寸晶圆在短期内仍是主流,但向8英寸等更大尺寸的趋势是不可避免的,这是为了降低成本和提高效率。因此,预计电动汽车市场将持续推动对8英寸晶圆的需求增长。
从供应链的角度来看,转向8英寸晶圆对SiC制造商来说是一项重大突破。根据行业见解,6英寸SiC器件市场已经进入了竞争激烈的阶段,尤其是SiC结障碍二极管(JBD)。对于规模较小、竞争力较弱的企业来说,利润率越来越受到挤压,这表明未来可能会出现一轮整合和重组。
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