International genießt Siliziumkarbid aufgrund seiner vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Elektromobilität, Photovoltaik, intelligenten Stromnetzen, Unterhaltungselektronik, Luft- und Raumfahrt sowie vielen weiteren Feldern hohes strategisches Ansehen. Führende westliche Länder wie die USA, die EU, Japan und Südkorea haben sukzessive zahlreiche Entwicklungspläne und Forschungsprojekte initiiert, um ihre Siliziumkarbidindustrie auszubauen und ihre führende Position langfristig zu sichern.

01   CREE „Wenn du dein Reh verlierst, wird es die ganze Welt verjagen.“    
 
       

Blickt man auf die Entwicklungsgeschichte der Siliziumkarbidindustrie zurück, erschien das amerikanische Unternehmen CREE einst als unüberwindbarer Berg, der lange Zeit über 80 % des globalen Siliziumkarbid-Marktanteils monopolisierte. In den letzten Jahren haben jedoch die amerikanischen Unternehmen II-VI und GT Advanced, das deutsche Unternehmen Sicrystal, das japanische Unternehmen Showa Denko sowie einige chinesische Nachzügler (vor allem China Electronics Semiconductor Materials Company, Tianke Heda, Shandong Tianyue usw.) CREE ernsthaft herausgefordert. Ende 2018 war der Marktanteil von CREE zwar gesunken, lag aber immer noch bei beachtlichen 62 %. Im Jahr 2020 fiel der Marktanteil von CREE erneut deutlich um 17 % auf 45 %.

 

 

Abbildung 1: Weltweiter Marktanteil von N-Typ-Siliziumkarbidsubstraten im Jahr 2020

„Wenn die Cree ihren Hirsch verlieren, jagt die ganze Welt ihm hinterher.“ In den letzten Jahren haben die „kleinen Brüder“, die früher im Schatten standen, ihre Messer geschärft und aufgeholt.

  Showa Denko steigerte die Produktion um das Sechsfache auf eine Jahresproduktion von fast 110,000 Stück.      

Showa Denko steigerte die Produktion um das Sechsfache auf eine Jahresproduktion von fast 110,000 Stück.

Von 2012 bis 2019 hat Showa Denko (SDK) seine Produktionskapazität für Siliziumkarbid-Wafer versechsfacht. Im September 2012 erhöhte Showa Denko die Produktionskapazität für 4-Zoll-Siliziumkarbid-Epitaxie-Wafer um das 2.5-Fache auf 1,500 Wafer pro Monat und kündigte an, die Entwicklung von 6-Zoll-Siliziumkarbid-Epitaxie-Wafern zu beschleunigen. Im Juni 2016 baute Showa Denko die Produktionskapazität für Siliziumkarbid-Epitaxie-Wafer weiter aus und begann mit der Massenproduktion von HGE-Wafern mit einer monatlichen Produktionsmenge von 3,000 Wafern. Im September 2017 und Januar 2018 führte Showa Denko zwei weitere Produktionserweiterungen durch. Im Juli 2018 erhöhte Showa Denko die Produktionskapazität für HGE-Wafer nochmals von 5,000 auf 7,000 Wafer pro Monat. Im Februar 2019 erhöhte Showa Denko seine Produktionskapazität für Siliziumkarbid-Wafer auf 9,000 Stück pro Monat. Im Jahr 2021 gab Showa Denko die Unterzeichnung eines Liefervertrags mit Infineon bekannt.

  Das II-VI-Layout beträgt 8 Zoll, optimistisch hinsichtlich des Inlandsmarktes.      

Im Juli 2015 demonstrierte II-VI ein 200-mm-Substrat (8 Zoll) aus 4H-SiC. Im Januar 2019 kündigte II-VI die Nutzung des REACTION-Projekts zur Produktion von 200-mm-Siliziumkarbidsubstraten an – die weltweit erste Pilotlinie für diese Substrate. Im Oktober 2019 stellte II-VI einen Prototyp eines halbisolierenden Siliziumkarbidsubstrats mit 200 mm Durchmesser für HF-Leistungsverstärker vor. 2021 wurde die von II-VI in Fuzhou (China) investierte Produktionslinie für Siliziumkarbidsubstrate offiziell in Betrieb genommen. Innerhalb der nächsten fünf Jahre plant das Unternehmen, die Produktionskapazität für Siliziumkarbidsubstrate um das Fünf- bis Zehnfache zu steigern. Darüber hinaus haben Unternehmen wie GT Advanced in den USA und Sicrystal in Deutschland ebenfalls Lieferverträge mit großen Herstellern wie Infineon und STMicroelectronics abgeschlossen, was die Marktanteile im Siliziumkarbidmarkt weiter aufteilt.

02   Das Ende der Ära der Vorherrschaft einer einzigen Familie    
 
       

     

Obwohl CREE nach wie vor eine sehr starke Position einnimmt, ist es unbestreitbar, dass ihr Monopol im Bereich der Siliziumkarbidmaterialien schwindet. Dafür gibt es viele Gründe. Ich möchte hier nur zwei objektive Gründe ansprechen:

  Die Zerstörung von Monopolen ist die unvermeidliche Folge des vorgelagerten und nachgelagerten Spiels.    
     

In der Halbleiterindustrie haben die nachgelagerten Unternehmen, die dem Endkunden am nächsten liegen, oft ein größeres Mitspracherecht. Für Giganten wie STMicroelectronics und Infineon ist es daher unerlässlich, die vorgelagerten Unternehmen zu kontrollieren und ein Gegengewicht zu schaffen, um zu vermeiden, dass große Konzerne die Kunden unter Druck setzen. In der Vergangenheit galt CREE, ein Unternehmen, das die Siliziumkarbid-Substratindustrie dominierte, lange Zeit als ständiger Konkurrent.

Fakten sprechen lauter als Worte. Die Erfahrung zeigt, dass es in der Halbleitermaterialindustrie – etwa bei großen Siliziumwafern, Fotolacken, CMP-Materialien, Nasschemikalien und Targetmaterialien – nach Stabilisierung der Marktstruktur nie eine dominante Stellung gab. Am häufigsten ist eine Marktstruktur mit zwei großen Anbietern und mehreren starken Akteuren (wie beispielsweise Shin-Etsu und Shengco in der Siliziumwafer-Industrie, JSR und Tokyo Onka in der Fotolack-Industrie usw.).

  Die Aufhebung des Monopols ist eine unausweichliche Entscheidung für die Entwicklung der industriellen Wertschöpfungskette.      

     

Wie das Sprichwort sagt: „Man wird im Leid geboren und stirbt im Glück.“ Vor 2017 sanken die Preise für Siliziumkarbid zwar ebenfalls deutlich, doch im Vergleich zu Branchen mit ausreichendem Wettbewerb wie Photovoltaik-Silizium und Saphir wurde das Tempo des Preisrückgangs von Branchenkennern kritisiert. So lag der durchschnittliche Preis pro Ampere für Siliziumkarbidbauelemente 2019 immer noch etwa fünfmal so hoch wie der von vergleichbaren Siliziumbauelementen. Objektiv betrachtet behinderte das damalige Monopol von CREE die langfristige Entwicklung der gesamten Branche. Daher ist die schrittweise Aufhebung des Monopols für die ökologische Entwicklung der gesamten Branche notwendig und zugleich unausweichlich.

03   Einige Vermutungen über die Zukunft    
 
       

Was die Zukunft betrifft, möchte ich einige meiner Vermutungen mitteilen:

Erstens wird aufgrund verschiedener Wettbewerbsaktivitäten zwischen vorgelagerten und nachgelagerten Unternehmen erwartet, dass der Marktanteil von CREE im Bereich Siliziumkarbidmaterialien weiter sinken und auf etwa 30 % fallen wird. Zukünftig könnte der Markt für Siliziumkarbidmaterialien einem Wettbewerbsmuster zweier oder mehrerer Großmächte ähneln. Das Konzentrationsverhältnis (HHI) der gesamten Siliziumkarbidindustrie dürfte sich, ähnlich wie in vielen anderen Halbleiterindustrien (z. B. Siliziumwafer, Fotolacke, CMP-Materialien und Targets), stabil zwischen 0.2 und 0.3 einpendeln. Zweitens führt der Rückgang der Konzentration zwangsläufig zu einem intensiveren Wettbewerb. Der Preis für Siliziumkarbidsubstrate dürfte zukünftig weiterhin um etwa 15 % pro Jahr sinken. Langfristig wird sich die Preissenkung positiv auf die Entwicklung der gesamten Siliziumkarbidindustrie auswirken. Setzt sich dieser Trend fort, werden externe Wettbewerbsfaktoren wie Galliumnitrid und Galliumoxid die Siliziumkarbidindustrie kaum noch ernsthaft gefährden können. Für Hersteller von Siliziumkarbidsubstraten dürfte die größte Bedrohung von den nachgelagerten Geräteherstellern ausgehen. Im aktuellen Wettbewerbsumfeld der Wertschöpfungskette könnte es für Unternehmen wie Sicrystal und Norstel ratsam sein, sich frühzeitig Gewinne zu sichern.

Drittens bin ich persönlich optimistisch, was die langfristige Entwicklung der Halbleiterindustrie der dritten Generation in meinem Land angeht. YOLE hat bisher nur die Marktanteilsrangliste für niederohmiges Siliziumkarbid für 2020 veröffentlicht. Der Marktanteil chinesischer Unternehmen ist um etwa 360 % gestiegen. Berücksichtigt man auch halbisolierende Substrate, könnte der Marktanteil chinesischer Unternehmen sogar 10 % übersteigen; China Electronics Semiconductor Materials Company, Hebei Tongguang und weitere Unternehmen könnten es ebenfalls unter die Top 10 schaffen. Wir setzen besonders große Hoffnungen in Unternehmen mit starker Kompetenz und vollständigen Wertschöpfungsketten wie China Electronics Technology (deren Tochtergesellschaft China Electronics Semiconductor Materials Company sich hauptsächlich auf Materialien konzentriert) und Sanan Optoelectronics. Vielen Dank fürs Lesen!

Haftungsausschluss: Dieser Artikel stammt aus „Lu Jingxin City“. Er gibt ausschließlich die persönliche Meinung des Autors wieder und spiegelt nicht die Ansichten von Sacco Micro oder der Branche wider. Die Weitergabe dient lediglich dem Schutz des geistigen Eigentums. Bitte geben Sie bei einer Weiterveröffentlichung die Originalquelle und den Autor an. Sollten Urheberrechte verletzt werden, bitten wir Sie, uns zu kontaktieren, damit wir den entsprechenden Text entfernen können.

Firmentelefonnummer: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-Mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manager Li

QQ: 332496225 Manager Qiu

Adresse: Raum 809, Gebäude C, Zhantao Technology Building, Minzhi Avenue 1079, Longhua New District, Shenzhen