Hotline Layanan
Berita
Berita
Serangan tahun 2021 terhadap pasar silikon karbida domestik!
2022-03-17
313
Industri semikonduktor dikenal sebagai "generasi material, generasi teknologi, generasi industri". Generasi pertama adalah silikon, generasi kedua adalah galium arsenida, dan yang akan kita pelajari hari ini adalah rantai industri semikonduktor generasi ketiga.
Galium nitrida (GaN) dan silikon karbida (SiC) disebut sebagai duo semikonduktor generasi ketiga. Dalam artikel ini, kita akan fokus pada silikon karbida (SiC).
Saat ini, ketika material Si mendekati batas kinerja teoretis, perangkat daya SiC selalu dianggap sebagai "perangkat ideal" dan sangat dinantikan karena tegangan tahannya yang tinggi, kerugian yang rendah, efisiensi tinggi, dan karakteristik lainnya.
Dengan pesatnya perkembangan industri-industri strategis baru seperti 5G, kendaraan energi baru, pembangkit listrik fotovoltaik, dan industri kedirgantaraan, perusahaan-perusahaan di hulu dan hilir rantai industri tersebut bergegas memasuki pasar.Dengan potensi pertumbuhan permintaan pasar yang sangat besar, lingkungan investasi yang menguntungkan, dan dukungan kebijakan, industri SIC di negara kita telah menyelesaikan tata letak dasarnya..
Dari perspektif bidang aplikasi, kendaraan energi baru merupakan pasar aplikasi terbesar untuk perangkat SiC, dengan pangsa pasar lebih dari 50%. Di masa depan, Tiongkok akan menjadi pasar SiC terbesar.
Seiring dengan semakin mendekatnya batas fisik proses material semikonduktor generasi pertama dan kedua, material semikonduktor generasi ketiga, yang diharapkan dapat menembus hambatan teknologi semikonduktor tradisional, telah menjadi primadona pengembangan industri.
Sebenarnya, alasan mengapa material semikonduktor terbagi menjadi "generasi" di Tiongkok sebagian disebabkan oleh tiga revolusi industri yang mengikuti penerapan material semikonduktor secara besar-besaran.
Generasi pertama material semikonduktor diwakili oleh silikon (Si), yang menggantikan tabung elektron yang besar dan mendorong perkembangan pesat industri mikroelektronika dengan sirkuit terpadu sebagai intinya.
Material semikonduktor generasi kedua terutama terdiri dari galium arsenida (GaAs), indium antimonida (InSb), dan lain-lain. Laser semikonduktor indium fosfida merupakan komponen kunci dari sistem komunikasi optik, dan perangkat berkecepatan tinggi galium arsenida telah membuka industri serat optik dan komunikasi seluler yang baru.
Material semikonduktor generasi ketiga yang diwakili oleh silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN) secara efektif mendorong pengembangan energi baru, fotovoltaik, kendaraan listrik, dan industri lainnya.
Dilihat dari tiga parameter penting material semikonduktor, material semikonduktor generasi ketiga lebih unggul daripada perangkat material silikon dalam tiga indikator: mobilitas elektron (kinerja operasi frekuensi tinggi dalam kondisi tegangan rendah), laju pergeseran saturasi (kinerja operasi frekuensi tinggi dalam kondisi tegangan tinggi), dan lebar celah pita (kinerja tahan tegangan, suhu operasi maksimum, dan kinerja optik perangkat).
Di antara semuanya, yang paling menarik perhatian adalah "WideBand-Gap (WBG)" dari semikonduktor generasi ketiga. Keunggulan dari celah pita lebar adalah perangkat tersebut tahan terhadap tegangan tinggi dan suhu tinggi, memiliki daya tinggi, tahan radiasi, konduktivitas yang kuat, kecepatan kerja yang cepat, dan kerugian kerja yang rendah.
Dari perspektif negara, China adalah pasar kendaraan energi baru terbesar di dunia, dengan penjualan jauh melebihi semua negara lain dan menyumbang lebih dari 40% pangsa global.Dari perspektif bidang aplikasi, kendaraan energi baru merupakan pasar aplikasi terbesar untuk perangkat SiC, dengan pangsa pasar lebih dari 50%. Di masa depan, Tiongkok akan menjadi pasar SiC terbesar.
Menurut data IHS, total pasar SiC (silikon karbida) akan mencapai US$50 juta tahun ini dan akan melonjak menjadi US$160 juta pada tahun 2028. Di antaranya, di pasar pengisian daya kendaraan listrik, tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) SiC dalam beberapa tahun ke depan mencapai 59%; di pasar fotovoltaik dan penyimpanan energi, tingkat pertumbuhan tahunan gabungan SiC juga mencapai 26%; dan di sektor pasokan daya, angka ini juga mencapai 16%. Tingkat pertumbuhan tahunan gabungan secara keseluruhan juga mencapai 16%.
Pemerintah berperan sebagai modal ventura dan berpartisipasi dalam investasi dan pembangunan sejumlah besar proyek SiC.
Sebagian besar proyek SiC diinvestasikan dan dibangun bersama oleh pemerintah daerah dan perusahaan lokal. Pemerintah daerah berinvestasi relatif lebih banyak dan menanggung lebih banyak risiko.
Berbeda dengan proyek berbasis Si tradisional yang terkonsentrasi di kota-kota besar dan menengah di Tiongkok, proyek SiC tersebar di seluruh negeri.
Dibandingkan dengan proyek berbasis Si, investasi keseluruhan dalam proyek SiC relatif rendah, dan banyak pemerintah kota kecil dan menengah ingin meningkatkan citra kota dan meningkatkan tata letak industri semikonduktor.
Ringkasan beberapa proyek SiC yang secara khusus melibatkan pemerintah daerah.
Antusiasme investor meningkat, dan sejumlah besar uang mengalir ke industri SiC.
Pemerintah pusat dan daerah telah mengeluarkan serangkaian kebijakan untuk mendorong pengembangan industri SiC.
Selain itu, dalam "Made in China 2025", negara ini juga telah menetapkan tujuan spesifik untuk tingkat lokalisasi komunikasi 5G dan manajemen energi yang efisien. Target tersebut mensyaratkan bahwa tingkat lokalisasi material semikonduktor canggih harus mencapai 50% pada tahun 2025. Kebijakan-kebijakan yang menguntungkan ini akan sangat membantu pengembangan dan pertumbuhan pasar SiC lebih lanjut.
Pada partisipasi Lujing Semiconductor di Pameran Elektronik Munich 2021, grup kolom TV "Quality" juga mewawancarai manajer umum perusahaan, Bapak Xu Wenhui, tentang "Made in China 2025" terkait pengembangan semikonduktor generasi ketiga. Aplikasi perangkat daya silikon karbida akan banyak digunakan dalam 3-5 tahun ke depan, dan bahkan dapat sepenuhnya menggantikan produk berbasis silikon di beberapa bidang.
Dibandingkan dengan pasar luar negeri, negara kita memulai penelitian tentang material dan perangkat SiC relatif terlambat. Didorong oleh berbagai faktor, rantai industri SiC Tiongkok telah menyelesaikan tata letak dasar dan mencapai hasil tertentu, secara bertahap mempersempit kesenjangan dengan teknologi canggih asing. Beberapa perusahaan terkemuka telah muncul di setiap mata rantai.
Terdapat kesenjangan yang jelas antara indikator teknis dan produsen internasional, dan konsistensi produk merupakan kekurangan yang sulit diatasi.
Penyebab kesenjangan teknologi dan masalah konsistensi substrat domestik secara garis besar dapat dirangkum dalam dua kategori berikut:
-
Aspek teknis seperti pencocokan material, akurasi peralatan, dan pengendalian medan termal memerlukan akumulasi pengetahuan dalam jangka waktu yang lama. Produsen dalam negeri memulai relatif terlambat dan berinvestasi lebih sedikit, sehingga meninggalkan kesenjangan yang jelas dengan produsen asing terkemuka.
-
Produsen dalam negeri memiliki jumlah pelanggan yang lebih sedikit dan tersebar, serta kecepatan umpan balik mereka lebih lambat dan isi umpan baliknya tidak lengkap. Lini produk CREE mencakup substrat, epitaksi, perangkat, dan bahkan modul, dan umpan balik dari sisi belakang (back-end) memadai dan tepat waktu.
Kesenjangan teknologi secara langsung menyebabkan kinerja substrat secara keseluruhan yang buruk dan ketidakmampuannya untuk digunakan dalam lini produksi dengan persyaratan yang lebih tinggi.
Masalah konsistensi berarti bahwa proporsi substrat berkualitas tinggi rendah, yang secara langsung menyebabkan peningkatan biaya substrat secara signifikan.
Terutama karena dua poin di atas, substrat domestik saat ini belum mampu memasuki rantai pasokan utama.
Hambatan teknisnya rendah, dan tingkat teknologi secara keseluruhan tidak jauh berbeda dengan negara-negara asing.
Teknologi epitaksial relatif sederhana, dan proses utamanya adalah menumbuhkan lapisan kristal tunggal baru di atas substrat SiC asli. Ini adalah mata rantai dengan nilai tambah yang lebih rendah dan ambang batas teknis yang lebih rendah dalam keseluruhan rantai industri.
Proses epitaksial bergantung pada peralatan yang sudah mapan (saat ini peralatan utama di industri adalah peralatan CVD yang disediakan oleh Aixtron dan perusahaan lain). Proses deposisi uap dikontrol secara ketat oleh pengukur aliran. Industri dan vendor peralatan memiliki teknologi yang relatif matang.
Mengambil contoh produsen dalam negeri Han Tiantian, tingkat teknologinya tidak jauh berbeda dengan Showa Denko dari Jepang, sebuah perusahaan ekstensi terkemuka di dunia. Menurut umpan balik survei, Hantian Tiancheng dan Showa Denko telah bersaing di berbagai pasar di seluruh dunia.
Terdapat kesenjangan yang jelas antara indikator teknis dan produsen internasional. Konsistensi produk merupakan kekurangan yang sulit diatasi. Masih sulit bagi bahan baku domestik untuk memasuki rantai pasokan utama.
rancang bangun:Desain perangkat SiC relatif sederhana, dan kesenjangan dengan negara asing relatif kecil.
-
Tidak ada hambatan paten untuk desain perangkat SiC SBD. Perusahaan-perusahaan domestik terkemuka telah memulai penelitian dan pengembangan SiC SBD Generasi 6, dan kesenjangan dengan negara-negara asing relatif kecil.
-
Dalam hal perangkat SiC MOSFET, banyak perusahaan domestik mengklaim telah menyelesaikan penelitian dan pengembangan, tetapi belum memasuki produksi massal. Pada saat yang sama, paten SiC MOSFET Trench Gen 4 terbaru dipegang oleh perusahaan asing, dan mungkin akan ada masalah paten di masa mendatang.
pembuatan:Terdapat kesenjangan yang jelas antara manufaktur perangkat SiC dan negara-negara asing.
-
Sebagian besar lini produksi pembuatan perangkat SiC SBD masih dalam tahap awal. Mereka masih perlu melalui beberapa tahapan seperti peningkatan kapasitas produksi, dan masih ada jarak tertentu antara produksi massal skala besar dan stabil.
-
Saat ini, semua platform manufaktur perangkat SiC MOSFET domestik masih dalam tahap pembangunan, dan lini produksi beberapa perusahaan masih dalam tahap perencanaan, dan masih ada jalan panjang sebelum produksi massal formal dimulai.
Persaingan pasar sangat ketat, dan kematangan industri domestik secara keseluruhan masih rendah.
Situasi persaingan terkini perusahaan domestik di modul SIC:
Banyak produsen kendaraan energi baru domestik telah melakukan perubahan radikal dan membangun lini produksi modul SiC mereka sendiri untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri dan mencakup kebutuhan tersebut dari hulu hingga hilir. Pada saat yang sama, beberapa produsen modul tradisional juga melakukan penelitian dan pengembangan modul SiC secara horizontal, mengandalkan pengalaman modul berbasis Si untuk mempercepat kemajuan penelitian dan pengembangan.
Namun, sebagian besar pembangunan jalur produksi modul dari produsen kendaraan energi baru domestik dimulai pada tahun 2019/20, dan akan membutuhkan setidaknya 22 tahun untuk mencapai kapasitas penuh. Sebagian besar produsen modul yang baru muncul di Tiongkok berukuran kecil dan belum mencapai produksi massal skala besar. Kematangan industri domestik masih rendah.
Selain persaingan antar produsen domestik, tekanan kompetitif nyata di bidang SIC masih berasal dari raksasa asing. Saat ini, SBD dan MOSFET silikon karbida 600-1700V dari produsen internasional utama seperti Infineon, ST, dan Rohm telah mencapai produksi massal. Produsen silikon karbida domestik saat ini sebagian besar meluncurkan produk dioda. Hanya segelintir produsen MOSFET yang memproduksi secara massal, dan masih ada ruang untuk terobosan. Dalam hal lini produksi, Cree, Infineon, dll. telah mulai membangun lini 8 inci, sementara produsen domestik masih dalam transisi ke lini 6 inci. Cree sendiri menguasai sekitar 40% pasar substrat.
Untuk waktu yang lama ke depan, jalur serangan bagi perusahaan-perusahaan rantai industri SIC domestik akan tetap terlihat jelas. Masih ada jalan panjang yang harus ditempuh! Namun untungnya, SiC telah menunjukkan kinerja yang sangat baik di berbagai bidang seperti 5G, kendaraan energi baru, dan fotovoltaik. Pasarnya cukup besar, dan permintaan akan substitusi domestik terus berlanjut, sehingga perusahaan-perusahaan domestik masih dapat bersaing!
Shandong Tianyue,Tianke Heda, Penghematan Energi Zhongke, Kristal Tongguang
Han Tian Tian Cheng,Dongguan Tianyu
Integrasi Sanan,Tyco Tianrun, Zhanxin Electronics, Basic Semiconductor,Semikonduktor Jinan Lujingmenunggu.
Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Lu Jingxin City". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan serta mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.
粤公网安备44030002007346号