Talian Khidmat
Berita
Berita
Serangan 2021 terhadap pasaran silikon karbida domestik!
2022-03-17
313
Industri semikonduktor dikenali sebagai "generasi bahan, generasi teknologi, generasi industri". Generasi pertama ialah silikon, generasi kedua ialah galium arsenida, dan apa yang akan kita kaji hari ini ialah rantaian industri semikonduktor generasi ketiga.
Galium nitrida (GaN) dan silikon karbida (SiC) dipanggil duo semikonduktor generasi ketiga. Dalam artikel ini, kami memberi tumpuan kepada silikon karbida (SiC).
Hari ini, apabila bahan Si hampir mencapai had prestasi teori, peranti kuasa SiC sentiasa dianggap sebagai "peranti ideal" dan sangat dinanti-nantikan kerana voltan tahan tinggi, kehilangan rendah, kecekapan tinggi dan ciri-ciri lain.
Dengan perkembangan pesat industri strategik baru muncul seperti 5G, kenderaan tenaga baharu, penjanaan kuasa fotovoltaik dan aeroangkasa, syarikat-syarikat huluan dan hiliran rantaian industri telah bergegas untuk memasuki pasaran.Dengan pertumbuhan permintaan pasaran yang berpotensi besar, persekitaran pelaburan yang hangat dan sokongan dasar, industri SIC negara saya telah menyelesaikan susun atur asas.
Dari perspektif bidang aplikasi, kenderaan tenaga baharu merupakan pasaran aplikasi terbesar untuk peranti SiC, menyumbang lebih daripada 50%. Pada masa hadapan, China akan menjadi pasaran SiC terbesar.
Memandangkan proses bahan semikonduktor generasi pertama dan kedua secara beransur-ansur menghampiri had fizikal, bahan semikonduktor generasi ketiga, yang dijangka dapat menembusi kesesakan teknologi semikonduktor tradisional, telah menjadi kegemaran pembangunan industri.
Malah, sebab mengapa bahan semikonduktor dibahagikan kepada "generasi" di China sebahagiannya disebabkan oleh tiga revolusi perindustrian yang menyusuli penggunaan bahan semikonduktor secara besar-besaran.
Generasi pertama bahan semikonduktor diwakili oleh silikon (Si), yang menggantikan tiub elektron yang besar dan menggalakkan perkembangan pesat industri mikroelektronik dengan litar bersepadu sebagai terasnya.
Bahan semikonduktor generasi kedua terutamanya galium arsenida (GaAs), indium antimonida (InSb), dan sebagainya. Laser semikonduktor indium fosfida merupakan komponen utama sistem komunikasi optik, dan peranti berkelajuan tinggi galium arsenida telah membuka industri gentian optik dan komunikasi mudah alih baharu.
Bahan semikonduktor generasi ketiga yang diwakili oleh silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN) berkesan menggalakkan pembangunan tenaga baharu, fotovoltaik, kenderaan elektrik dan industri lain.
Berdasarkan tiga parameter penting bahan semikonduktor, bahan semikonduktor generasi ketiga adalah lebih kuat daripada peranti bahan silikon dalam tiga petunjuk: mobiliti elektron (prestasi operasi frekuensi tinggi di bawah keadaan voltan rendah), kadar hanyutan tepu (prestasi operasi frekuensi tinggi di bawah keadaan voltan tinggi), dan lebar jurang jalur (prestasi tahan voltan, suhu operasi maksimum dan prestasi optik peranti).
Antaranya, yang paling menarik perhatian ialah "WideBand-Gap (WBG)" semikonduktor generasi ketiga. Kelebihan jurang jalur yang tinggi ialah peranti ini tahan terhadap voltan tinggi dan suhu tinggi, mempunyai kuasa tinggi, rintangan sinaran, kekonduksian yang kuat, kelajuan kerja yang pantas, dan kehilangan kerja yang rendah.
Dari perspektif negara, China merupakan pasaran kenderaan tenaga baharu terbesar di dunia, dengan jualan jauh melebihi semua negara lain dan menyumbang lebih daripada 40% daripada bahagian global.Dari perspektif bidang aplikasi, kenderaan tenaga baharu merupakan pasaran aplikasi terbesar untuk peranti SiC, menyumbang lebih daripada 50%. Pada masa hadapan, China akan menjadi pasaran SiC terbesar.
Menurut data IHS, jumlah pasaran SiC (silikon karbida) akan mencecah US$50 juta tahun ini dan akan melonjak kepada US$160 juta menjelang 2028. Antaranya, dalam pasaran pengecasan kenderaan elektrik, kadar pertumbuhan tahunan kompaun SiC dalam beberapa tahun akan datang adalah setinggi 59%; dalam pasaran fotovoltaik dan penyimpanan tenaga, kadar pertumbuhan tahunan kompaun SiC juga 26%; dan dalam bahagian bekalan kuasa, angka ini juga 16%. Kadar pertumbuhan tahunan kompaun keseluruhan juga setinggi 16%.
Kerajaan memainkan peranan sebagai modal teroka dan mengambil bahagian dalam pelaburan dan pembinaan sebilangan besar projek SiC.
Kebanyakan projek SiC dilaburkan dan dibina bersama oleh kerajaan tempatan dan perusahaan. Kerajaan tempatan melabur secara relatif lebih banyak dan menanggung lebih banyak risiko.
Tidak seperti projek berasaskan Si tradisional yang tertumpu di bandar-bandar peringkat pertama dan kedua di China, projek SiC tersebar di seluruh negara.
Berbanding dengan projek berasaskan Si, pelaburan keseluruhan dalam projek SiC agak rendah, dan banyak kerajaan bandar kecil dan sederhana bersemangat untuk meningkatkan imej bandar dan meningkatkan susun atur industri semikonduktor.
Ringkasan beberapa projek SiC yang terlibat secara khusus oleh kerajaan tempatan
Semangat modal semakin meningkat, dan sejumlah besar wang sedang mengalir ke dalam industri SiC.
Kerajaan pusat dan tempatan telah menggubal beberapa dasar untuk menggalakkan pembangunan industri SiC.
Di samping itu, dalam "Buatan China 2025", negara ini juga telah mengemukakan matlamat khusus untuk kadar penyetempatan komunikasi 5G dan pengurusan tenaga yang cekap. Sasaran tersebut memerlukan kadar penyetempatan bahan semikonduktor termaju mencapai 50% menjelang 2025. Dasar-dasar yang menggalakkan ini akan banyak membantu pembangunan dan pertumbuhan pasaran SiC selanjutnya.
Semasa penyertaan Lujing Semiconductor dalam Pameran Elektronik Munich 2021, kumpulan ruangan TV "Quality" turut menemu bual pengurus besar syarikat, Encik Xu Wenhui, tentang "Made in China 2025" berkaitan pembangunan semikonduktor generasi ketiga. Aplikasi peranti kuasa silikon karbida akan digunakan secara meluas dalam tempoh 3-5 tahun akan datang, malah boleh menggantikan sepenuhnya produk berasaskan silikon dalam beberapa bidang.
Berbanding dengan pasaran asing, negara saya memulakan penyelidikan mengenai bahan dan peranti SiC agak lewat. Didorong oleh pelbagai faktor, rantaian industri SiC China telah menyelesaikan susun atur asas dan mencapai keputusan tertentu, secara beransur-ansur merapatkan jurang dengan teknologi canggih asing. Beberapa syarikat terkemuka telah muncul dalam setiap rangkaian.
Terdapat jurang yang jelas antara penunjuk teknikal dan pengeluar antarabangsa, dan konsistensi produk merupakan kelemahan yang sukar diatasi.
Sebab-sebab jurang teknologi dan masalah konsistensi substrat domestik boleh diringkaskan secara kasar kepada dua kategori berikut:
-
Aspek teknikal seperti pemadanan bahan, ketepatan peralatan dan kawalan medan terma memerlukan tempoh pengumpulan pengetahuan yang panjang. Pengilang domestik bermula agak lewat dan melabur kurang, meninggalkan jurang yang jelas dengan pengeluar asing terkemuka.
-
Pengilang domestik mempunyai pelanggan yang semakin sedikit dan lebih banyak yang berselerak, dan kelajuan maklum balas mereka lebih perlahan dan kandungan maklum balas tidak lengkap. Barisan produk CREE merangkumi substrat, epitaksi, peranti dan juga modul, dan maklum balas bahagian belakang adalah mencukupi dan tepat pada masanya.
Jurang teknologi secara langsung membawa kepada prestasi keseluruhan substrat yang lemah dan ketidakupayaannya untuk digunakan dalam barisan pengeluaran dengan keperluan yang lebih tinggi.
Masalah konsistensi bermaksud bahawa perkadaran substrat berkualiti tinggi adalah rendah, yang secara langsung membawa kepada peningkatan kos substrat yang ketara.
Terutamanya disebabkan oleh dua perkara di atas, substrat domestik pada masa ini tidak dapat memasuki rantaian bekalan arus perdana.
Halangan teknikal adalah rendah, dan tahap teknikal keseluruhan tidak jauh berbeza dengan negara asing.
Teknologi epitaksi agak mudah, dan proses utamanya adalah untuk menumbuhkan lapisan kristal tunggal baharu pada substrat SiC asal. Ia merupakan penghubung dengan nilai tambah yang lebih rendah dan ambang teknikal yang lebih rendah dalam keseluruhan rantaian perindustrian.
Proses epitaksi bergantung pada peralatan matang (pada masa ini peralatan arus perdana dalam industri ialah peralatan CVD yang disediakan oleh Aixtron dan syarikat lain). Proses pemendapan wap dikawal ketat oleh meter aliran. Industri dan vendor peralatan mempunyai teknologi yang agak matang.
Dengan mengambil pengeluar domestik Han Tiantian sebagai contoh, tahap teknikalnya tidak jauh bezanya dengan Showa Denko dari Jepun, sebuah syarikat pengembangan antarabangsa yang terkemuka. Menurut maklum balas tinjauan, Hantian Tiancheng dan Showa Denko telah bersaing di pelbagai pasaran di seluruh dunia.
Terdapat jurang yang jelas antara penunjuk teknikal dan pengeluar antarabangsa. Ketekalan produk merupakan kelemahan yang sukar diatasi. Masih sukar bagi substrat domestik untuk memasuki rantaian bekalan arus perdana.
reka bentuk:Reka bentuk peranti SiC agak mudah, dan jurang dengan negara asing agak kecil
-
Tiada halangan paten untuk reka bentuk peranti SiC SBD. Syarikat domestik terkemuka telah memulakan penyelidikan dan pembangunan Gen 6 SiC SBD, dan jurang dengan negara asing agak kecil.
-
Dari segi peranti MOSFET SiC, banyak syarikat domestik mendakwa telah menyelesaikan penyelidikan dan pembangunan, tetapi belum memasuki pengeluaran besar-besaran. Pada masa yang sama, paten MOSFET SiC Trench Gen 4 terkini dipegang oleh syarikat asing, dan mungkin terdapat isu paten pada masa hadapan.
pembuatan:There is a clear gap between SiC device manufacturing and foreign countries
-
Kebanyakan barisan pengeluaran pembuatan peranti SiC SBD berada dalam keadaan baru dibuka. Ia masih perlu melalui peringkat seperti peningkatan kapasiti pengeluaran, dan masih terdapat jarak tertentu antara pengeluaran besar-besaran berskala besar dan stabil.
-
Pada masa ini, semua platform pembuatan peranti SiC MOSFET domestik masih dalam pembinaan, dan barisan pengeluaran beberapa syarikat masih dalam peringkat perancangan, dan masih jauh lagi sebelum pengeluaran besar-besaran formal.
Persaingan pasaran adalah sengit, dan kematangan keseluruhan industri domestik masih rendah.
Situasi persaingan semasa syarikat domestik dalam modul SIC:
Banyak pengeluar kenderaan tenaga baharu domestik telah membuat susun atur yang radikal dan membina barisan pengeluaran modul SiC mereka sendiri untuk memenuhi keperluan mereka sendiri dan meliputinya dari huluan ke hilir. Pada masa yang sama, beberapa pengeluar modul tradisional juga menjalankan penyelidikan dan pembangunan modul SiC secara mendatar, bergantung pada pengalaman modul berasaskan Si untuk mempercepatkan kemajuan penyelidikan dan pembangunan.
However, most of the construction of module production lines of domestic new energy vehicle manufacturers started in 2019/20, and it will take at least 22 years to ramp up. Most of the emerging module manufacturers in China are small and have not yet achieved large-scale mass production. The maturity of domestic industry is still low.
Selain persaingan antara pengeluar domestik, tekanan persaingan sebenar dalam bidang SIC masih datang daripada syarikat gergasi asing. Pada masa ini, SBD silikon karbida 600-1700V dan MOSFET daripada pengeluar antarabangsa utama seperti Infineon, ST dan Rohm telah mencapai pengeluaran besar-besaran. Pengeluar silikon karbida domestik kini melancarkan produk diod terutamanya. Hanya segelintir pengeluar MOSFET yang menghasilkan secara besar-besaran, dan masih terdapat ruang untuk penemuan baharu. Dari segi barisan pengeluaran, Cree, Infineon dan sebagainya telah mula mengeluarkan barisan 8 inci, manakala pengeluar domestik masih beralih kepada barisan 6 inci. Cree sahaja menyumbang kira-kira 40% daripada pasaran substrat.
Untuk masa yang lama akan datang, laluan serangan untuk syarikat rantaian industri SIC domestik akan berada di kaki langit. Masih jauh perjalanannya! Mujurlah, SiC telah menunjukkan prestasi yang sangat baik dalam pelbagai bidang seperti 5G, kenderaan tenaga baharu dan fotovoltaik. Pasaran ini cukup besar dan permintaan untuk penggantian domestik berterusan, jadi syarikat domestik masih boleh bersaing!
Shandong Tianyue,Tianke Heda, Penjimatan Tenaga Zhongke, Kristal Tongguang
Han Tian Tian Cheng,Dongguan Tianyu
Integrasi Sanan,Tyco Tianrun, Elektronik Zhanxin, Semikonduktor Asas,Semikonduktor Jinan Lujingtunggu.
Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Lu Jingxin City". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ia hanya untuk cetakan semula dan perkongsian serta menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan penulis untuk cetakan semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.
Cadangan Berkaitan
Temu bual Eksklusif bersama Li Gang dari Yunfan Ruida: Ketepatan Produk Radar Gelombang Milimeter dan Kehangatan Kemanusiaan
2026-07-22
508
RF Passion, Perjalanan Tukang Kerajinan: Lebih 30 Tahun Dedikasi Teguh — Temu bual bersama Ketua Jurutera Kinghelm Encik Qin hongxiang
2026-06-26
830
粤公网安备44030002007346号