เมื่อไม่นานมานี้ แหล่งข่าวที่คุ้นเคยกับเรื่องนี้ระบุว่า หัวเว่ยกำลังรับสมัครบุคลากรสำหรับการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าของบริษัท ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าหลักๆ เช่น IGBT, MOSFET, SiC และ GaN โดยมีรายงานว่าปัจจุบันทีมงานมีบุคลากรหลายร้อยคน เป็นที่รู้กันดีว่าหัวเว่ยพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าของตนเอง ดังนั้นหัวเว่ยกำลังวางแผนอะไรอยู่เบื้องหลังการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้? (เนื้อหาคัดลอกมาจากบัญชีสาธารณะ [Semiconductor Industry Observation] ID: icbank ผู้เขียน: Du Qin DQ)

 

เหตุใดเราจึงควรให้ความสนใจกับอุปกรณ์ไฟฟ้า?

เราทุกคนรู้ว่าหัวเว่ยเก่งมากในการผลิตชิป และชิป Kirin ของพวกเขาก็เทียบเท่าหรืออาจเหนือกว่า Qualcomm และ Apple แต่ในความเป็นจริงแล้ว อุปกรณ์จ่ายไฟก็เป็นส่วนสำคัญมากของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เช่นกัน อุปกรณ์กำลังเป็นหัวใจสำคัญของการแปลงพลังงานและการควบคุมวงจรในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบเหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักที่ทำให้เกิดฟังก์ชันต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้า ความถี่ และการแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ โดยส่วนใหญ่ได้แก่ ไดโอด ไทริสเตอร์ มอสเฟตทรานซิสเตอร์ และไอจีบีทีทรานซิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีอย่างเช่นไดโอดและไทริสเตอร์นั้นค่อนข้างเก่าและค่อยๆ ถูกผู้ผลิตรายใหญ่เลิกใช้ไปแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุปกรณ์สารกึ่งตัวนำกำลังค่อยๆ พัฒนาไปสู่แรงดันสูงและความถี่สูง อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำกำลังที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิมและวัสดุที่ใช้กำลังเหล่านั้นกำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดทางกายภาพ นอกจากนี้ สารกึ่งตัวนำแบบผสมรุ่นที่สองยังไม่เหมาะสมในแง่ของต้นทุนและความเป็นพิษ ผู้ผลิตรายใหญ่ระดับนานาชาติได้มุ่งเน้นอนาคตของอุตสาหกรรมไปที่สารกึ่งตัวนำแบบผสมรุ่นที่สาม อาจกล่าวได้ว่าเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามคือทิศทางการพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าในอนาคต การประชุมสภาสองสมัยแห่งชาติเพิ่งสิ้นสุดลงเมื่อไม่นานมานี้ และเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม (GaN และ SiC) ก็กลับมาเป็นประเด็นสำคัญอีกครั้งในการประชุมทั้งสองสมัยนี้ ในระหว่างการประชุมทั้งสองครั้ง หวัง เหวินหยิน สมาชิกคณะกรรมการแห่งชาติของสภาที่ปรึกษาทางการเมืองแห่งประชาชนจีน กล่าวในการสัมภาษณ์ว่า เมื่อขอบเขตของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามขยายไปสู่พื้นที่สำคัญๆ เช่น สถานีฐาน 5G, ระบบแรงดันสูงพิเศษ (UHV), การขนส่งทางรถไฟความเร็วสูงระหว่างเมือง และสถานีชาร์จพลังงานใหม่ การพัฒนาอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของประเทศจีนก็มาถึงจุดหมายแล้ว จากการคาดการณ์ของ TrendForce Consulting รายได้จากอุปกรณ์สื่อสารและอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ในปี 2021 จะอยู่ที่ 680 ล้านดอลลาร์สหรัฐ และ 61 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ตามลำดับ เพิ่มขึ้น 30.8% และ 90.6% เมื่อเทียบกับปีก่อน ส่วนอุปกรณ์ SiC นั้น คาดว่ารายได้จากอุปกรณ์ SiC ในด้านพลังงานจะอยู่ที่ 680 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2021 เพิ่มขึ้น 32% เมื่อเทียบกับปีก่อน จีนเป็นประเทศที่บริโภคอุปกรณ์ไฟฟ้ามากที่สุดในโลก อัตราการพึ่งพาตนเองโดยรวมของอุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือนนั้นต่ำกว่า 10% มีช่องว่างมหาศาลสำหรับการทดแทนด้วยสินค้าภายในประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ มาดูกันว่า GaN จะร้อนแรงแค่ไหน? จากรายงานของสื่อไต้หวันเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ TSMC ได้ซื้ออุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับ GaN จำนวน 16 เครื่อง ซึ่งมากกว่าจำนวน 6 เครื่องในโรงงานผลิตจอ 6 นิ้วที่มีอยู่เดิมถึงสองเท่า นี่เทียบเท่ากับการเพิ่มกำลังการผลิตเป็นมากกว่า 10,000 ชิ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความต้องการคำสั่งซื้อจากลูกค้ามีมากเพียงใด บริษัท Nanosemiconductor ผู้ผลิต GaN และเป็นลูกค้ารายใหญ่ของ TSMC เพิ่งประกาศว่ายอดจัดส่งสินค้าทำลายสถิติใหม่ โดยส่งมอบชิป GaN Power IC มากกว่า 13 ล้านชิ้นสู่ตลาดโดยไม่มีสินค้าชำรุดเลยแม้แต่ชิ้นเดียว สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นว่าตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วโลกกำลังเร่งการนำชิป GaN มาใช้เพื่อให้สามารถชาร์จอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็ว ในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 ในงานเปิดตัว Xiaomi 10 ชิปพลังงานแกลเลียมไนไตรด์ GaNFast ของ Nanomicro ถูกนำมาใช้ในที่ชาร์จแกลเลียมไนไตรด์ 65W ของ Xiaomi เป็นครั้งแรก และ GaN ก็เริ่มเป็นที่สนใจของผู้คน ขณะนี้ Xiaomi Mi 11 กำลังจะวางจำหน่ายในตลาดพร้อมระบบชาร์จเร็ว GaN 55W เวอร์ชันใหม่ ที่ชาร์จนี้จะแถมมากับสมาร์ทโฟน Xiaomi Mi 11 เมื่อวางจำหน่ายในต่างประเทศ จากข้อมูลของ Gene SHERIDAN ซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้ง Navitas ระบุว่า ที่ชาร์จไฟ Nano GaNFast 55W มาตรฐานของ Xiaomi Mi 11 เวอร์ชันต่างประเทศนั้นใช้ปลั๊ก AC 2 ขาตามมาตรฐานยุโรป ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผู้ผลิตสมาร์ทโฟนชั้นนำเริ่มนำเทคโนโลยีแกลเลียมไนไตรด์มาใช้แล้ว และยังแสดงให้เห็นว่าอุตสาหกรรมเริ่มทยอยเลิกใช้ชิปซิลิคอนความเร็วต่ำแบบเก่าอีกด้วย

คว้าทั้ง IGBT และ SiC มาเลย

ในส่วนของ IGBT และ SiC นั้น อุตสาหกรรมมีความกังวลซ่อนเร้นมาโดยตลอด เนื่องจาก IGBT ค่อยๆ เข้าใกล้ขีดจำกัดประสิทธิภาพของวัสดุซิลิคอน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามอย่าง SiC จึงถูกมองว่าเป็นคู่แข่งรายใหม่ของ IGBT ในรถยนต์ไฟฟ้าแห่งอนาคต อย่างไรก็ตาม จากการวิเคราะห์ของผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม “SiC เปรียบเสมือนวัยรุ่นที่ฉลาดและมีความมุ่งมั่น มีข้อดีที่โดดเด่นและข้อเสียที่โดดเด่นไม่แพ้กัน ในขณะที่ IGBT เปรียบเสมือนชายหนุ่มที่มั่นคงและเป็นผู้ใหญ่กว่า สามารถรับภาระของอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าได้” ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงการแบ่งงานที่แตกต่างกันระหว่างทั้งสอง วัสดุทั้งสองจึงมีแนวทางสองด้านที่หัวเว่ยใช้ในการพัฒนา IGBT และ SiC ซึ่งถือเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาด อุปกรณ์กำลังไฟฟ้าชิ้นแรกที่หัวเว่ยมีข่าวลือว่าจะผลิตคือ IGBT ซึ่งเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการแปลงและส่งพลังงาน หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น “ซีพียู” ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ในฐานะบริษัทชั้นนำด้านแหล่งจ่ายไฟ UPS หัวเว่ยครองส่วนแบ่งการตลาดอันดับหนึ่งในศูนย์ข้อมูลทั่วโลก ดังนั้น IGBT จึงเป็นส่วนประกอบหลักของแหล่งจ่ายไฟ UPS ของหัวเว่ย นอกจากนี้ ในฐานะอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ระดับชาติ IGBT ยังถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในระบบขนส่งทางราง โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ อวกาศ ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์พลังงานใหม่ รวมถึงสาขาอื่นๆ ด้วยการพัฒนาของยานยนต์พลังงานใหม่ ระบบขนส่งทางราง และโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ ความต้องการ IGBT จึงเติบโตขึ้นอย่างมาก อุปกรณ์กำลังไฟฟ้าเป็นหนึ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลักในระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์พลังงานใหม่ มูลค่าของอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าในยานยนต์พลังงานใหม่สูงกว่ายานยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมถึงห้าเท่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง IGBT คิดเป็นประมาณ 37% ของต้นทุนระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์พลังงานใหม่ นอกจาก IGBT แล้ว เป็นที่เข้าใจกันว่าหัวเว่ยยังพัฒนา SiC อีกด้วย ในช่วงสองปีที่ผ่านมา เนื่องจากคุณลักษณะที่โดดเด่นและยอดเยี่ยมของ SiC ผู้ผลิตรถยนต์จึงเริ่มนำอุปกรณ์ SiC มาใช้ทีละราย ทุกคนทราบดีถึงแผนการของหัวเว่ยในอุตสาหกรรมรถยนต์ หัวเว่ยไม่ได้ผลิตรถยนต์ แต่เน้นที่เทคโนโลยี ICT เพื่อช่วยบริษัทรถยนต์สร้างรถยนต์ที่ดี หัวเว่ยมีความมุ่งมั่นที่จะเป็นผู้จัดหาส่วนประกอบเพิ่มเติมสำหรับยานยนต์อัจฉริยะที่เชื่อมต่อกัน การวิจัยและพัฒนา IGBT และ SiC ก็เป็นอีกทิศทางหนึ่งที่หัวเว่ยจะก้าวขึ้นเป็นผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ แต่ในขณะนี้ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าสำหรับยานยนต์ยังคงถูกครอบงำโดย IGBT ที่ใช้ซิลิคอน ในขณะที่ MOSFET ที่ใช้ SiC เป็นตัวแทนของอนาคตเนื่องจากมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งกว่า แต่ปัญหาใหญ่ที่สุดที่ขัดขวางการพัฒนาในปัจจุบันคือต้นทุนที่สูง อย่างไรก็ตาม เมื่อชุดแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ และกำลังสูงสุด/แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์สูงขึ้นเรื่อยๆ ข้อดีของ MOSFET ที่ใช้ SiC ก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ อุปกรณ์กำลังไฟฟ้า SiC ยังเร่งการบูรณาการเข้าสู่ด้านเครื่องชาร์จยานยนต์ ผู้ผลิตหลายรายได้เปิดตัวอุปกรณ์กำลังไฟฟ้า SiC สำหรับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า เช่น HEV/EV จากสถิติของ Yole ตลาดนี้สามารถรักษาอัตราการเติบโตที่ 44% ก่อนปี 2023 ได้    

วิวัฒนาการระยะยาวของซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังสูง (ที่มา: Yole)ในด้านการลงทุน บริษัท Hubble Technology Investment Co., Ltd. ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ Huawei ได้ลงทุนในบริษัท Shandong Tianyue Advanced Materials Technology Co., Ltd. บริษัทชั้นนำด้านวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์รุ่นที่สามของประเทศจีนเมื่อปีที่แล้ว โดยถือหุ้น 10% นอกจากนี้ ในเดือนกรกฎาคม 2563 Huawei ยังได้ลงทุนใน Dongwei Semiconductor ซึ่งมีผลิตภัณฑ์หลัก 3 ซีรีส์ ได้แก่ ซีรีส์ GreenMOS แรงดันสูง ซีรีส์ SGTMOS แรงดันปานกลางและต่ำ และซีรีส์ IGBT ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องชาร์จเร็ว อุปกรณ์ชาร์จไฟ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ไดรฟ์มอเตอร์ DC และอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์    

การวางแผนสำหรับ GaN

จากการคาดการณ์ของ Yole นั้น GaN จะถูกนำไปใช้เป็นหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์ อุปกรณ์เทคโนโลยีโทรคมนาคม ฯลฯ ในด้านแกลเลียมไนไตรด์ แนวโน้มหลักในการรวมอุปกรณ์ GaN คือโซลูชันแบบ system-in-package หรือ system-on-chip ที่จริงแล้ว อุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ส่วนใหญ่จำหน่ายให้กับตลาดอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับตลาดผู้บริโภค นี่เป็นแนวโน้มเทคโนโลยีที่ชัดเจน ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือการชาร์จเร็ว ผลิตภัณฑ์หัวชาร์จเร็วส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน คือ ชิป IC สำหรับจัดการพลังงาน และอุปกรณ์จ่ายไฟแบบแยกส่วน ข้อกำหนดสำหรับการชาร์จเร็วคือความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพ ดังนั้นบริษัทต่างๆ จึงต้องลดขนาดระบบและลดราคาต่อพลังงานในรูปแบบนี้ให้มากที่สุด    

รูปที่ 2: ตลาด Power GaN (ที่มา: Yole)  
เมื่อเทคโนโลยี GaN พัฒนาขึ้น เทคโนโลยี GaN จะช่วยให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลง น้ำหนักลดลง และอื่นๆ ได้ดียิ่งขึ้น ด้วยการออกแบบที่ชาญฉลาด นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนที่ใช้ซิลิคอนทั่วไป ชิ้นส่วน GaN สามารถสลับการทำงานได้เร็วกว่าถึง 10 เท่า และสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า ดังนั้น การนำ GaN มาประยุกต์ใช้ในด้านการชาร์จเร็ว USB PD จึงเป็นเรื่องที่พบเห็นได้ทั่วไป เมื่อวันที่ 8 เมษายน 2020 ในงานเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ประจำฤดูใบไม้ผลิปี 2020 ของหัวเว่ย หัวเว่ยได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์เครื่องชาร์จเพียงชิ้นเดียว นั่นคือเครื่องชาร์จแบบสองพอร์ต GaN (แกลเลียมไนไตรด์) ขนาด 65 วัตต์ ในเวลานั้น มีข่าวลือว่าหัวเว่ยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีนี้ด้วยตนเอง แต่สถานการณ์ที่แท้จริงยังคงต้องได้รับการตรวจสอบต่อไป อย่างไรก็ตาม ผู้ที่คุ้นเคยกับห่วงโซ่อุปทานของหัวเว่ยชี้ให้เห็นว่า หัวเว่ยมีบทบาทอย่างมากในด้าน GaN ในปัจจุบัน มีผู้ผลิตหลายรายในตลาดที่นำเทคโนโลยีการชาร์จเร็วแบบ GaN มาใช้ เช่น Power Integration, Inc., Navitas และ Innoscience ซึ่งเป็นผู้จำหน่ายรายใหญ่สามราย นอกจาก Huawei HiSilicon แล้ว บริษัทในประเทศอีกหลายแห่ง รวมถึง Haite High-tech, Hailu Heavy Industry, Suzhou Jingzhan, Jiangsu Huagong, Chongqing China Resources Micro และ Hangzhou Silan Micro ก็ได้นำเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามมาใช้งานอย่างแข็งขันเช่นกัน คาดการณ์ว่า เมื่อความต้องการด้านการพกพาของผู้ใช้เพิ่มขึ้น ตลาดอุปกรณ์ชาร์จเร็ว GaN ทั่วโลกจะเติบโตจนมีมูลค่ามากกว่า 60 พันล้านหยวนในปี 2025 พร้อมทั้งเร่งการทดแทนผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซิลิคอนด้วยชิป GaN ในสาขาเกิดใหม่Hอื่นๆ นอกเหนือจากการชาร์จเร็วในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคแล้ว อุปกรณ์แบบแยกชิ้นที่ใช้ GaN ยังเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องการกำลังสูง เช่น ศูนย์ข้อมูลหรือแหล่งจ่ายไฟของสถานีฐาน ในเดือนมิถุนายน ปี 2020 หัวเว่ยได้ประกาศว่าจะจัดตั้งฐานวิจัยและพัฒนา รวมถึงฐานการผลิตอุปกรณ์อิเล็กโทรออปติกในสหราชอาณาจักร ในระยะแรกของโครงการจะเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนา รวมถึงการผลิตอุปกรณ์ทางแสงและโมดูลทางแสง ด้วยการบูรณาการฟังก์ชันการวิจัยและพัฒนาและการผลิต เราสามารถเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการนำออกสู่ตลาด และนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์เป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง และการลงทุนครั้งใหญ่ของหัวเว่ยในสหราชอาณาจักรมีเป้าหมายเพื่อส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในศูนย์ข้อมูลและโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายทั่วโลก ในด้านอิเล็กโทรออปติกส์ การใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงของ GaN ช่วยให้ LED และเลเซอร์อัลตราไวโอเลตมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ไดโอดเปล่งแสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง (LED) ที่ใช้สารกึ่งตัวนำแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) เป็นทิศทางการพัฒนาหลักของแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อการฆ่าเชื้อ แหล่งกำเนิดแสงของพวกเขามีขนาดเล็ก ประสิทธิภาพสูง และอายุการใช้งานยาวนาน ชิปโมดูลขนาดเท่าหัวแม่มือสามารถปล่อยแสงอัลตราไวโอเลตที่แรงกว่าหลอดไฟปรอทได้ ในด้านเทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุ GaN นั้น หัวเว่ยได้ใช้เครื่องขยายกำลังไฟฟ้าแกลเลียมไนไตรด์ในสถานีฐาน 4G LTE ของตนเมื่อหลายปีก่อนแล้ว ต่อมา เมื่อเทคโนโลยี 5G เข้ามา เทคโนโลยี GaN ก็มีศักยภาพมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะที่ความถี่สูง ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าของ GaN ยังคงยอดเยี่ยมเมื่อเทียบกับ LDMOS และประสิทธิภาพการเพิ่มกำลังไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นด้วย จากการคาดการณ์ข้อมูลของ Yole (รูปที่ 2) การนำ GaN มาใช้ในศูนย์ข้อมูลกำลังเติบโตอย่างช้าๆ Ezgi Dogmus นักวิเคราะห์ด้านเทคโนโลยีและตลาดจาก Yole กล่าวว่า สาเหตุเป็นเพราะขาดกฎระเบียบ หากรัฐบาลเพิ่มความเข้มงวดในการกำกับดูแลศูนย์ข้อมูลเพื่อลดการใช้พลังงาน อัตราการใช้งาน GaN ในศูนย์ข้อมูลก็จะสูงขึ้น เนื่องจากความต้องการประสิทธิภาพสูงเพิ่มสูงขึ้น แกลเลียมไนไตรด์จึงมีบทบาทสำคัญมากกว่าซิลิคอนซึ่งยังคงตอบสนองความต้องการในปัจจุบันได้ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เนื่องจากมีการใช้ชิ้นส่วนต่างๆ ในรถยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ บทบาทของ GaN จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เช่นกัน เมื่อวันที่ 11 สิงหาคม 2020 ในงาน Automotive Blue Book Forum ครั้งที่ 12 หวัง จุน ประธานหน่วยธุรกิจโซลูชันรถยนต์อัจฉริยะของหัวเว่ย เปิดเผยว่า ปัจจุบันหัวเว่ยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีไลดาร์อยู่ ความก้าวหน้าในด้านทรานซิสเตอร์ GaN พิสูจน์แล้วว่าเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาระบบไลดาร์ที่มีความแม่นยำสูง ระบบ LiDAR ปล่อยพัลส์แสงจากเลเซอร์เปล่งแสงพื้นผิวแบบโพรงแนวตั้ง (VCSEL) ซึ่งต้องการการควบคุมทางไฟฟ้ากำลังสูงและมีความเร็วสูง โดยมีเวลาในการเพิ่มขึ้นและลดลงสั้น นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่แกลเลียมไนไตรด์มีประโยชน์ต่อระบบไลดาร์ ทรานซิสเตอร์แบบแกลเลียมไนไตรด์สลับการทำงานได้เร็วกว่าทรานซิสเตอร์แบบซิลิคอน FET มาก ทำให้สามารถสร้างพัลส์ความกว้างสั้นที่กระแสสูงได้ คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบไลดาร์ เนื่องจากความกว้างของพัลส์ที่สั้นกว่าจะช่วยให้ได้ความละเอียดสูงขึ้น และกระแสพัลส์ที่สูงจะช่วยให้ระบบไลดาร์สามารถมองเห็นได้ไกลขึ้น

สถานการณ์โดยรวมของเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าภายในประเทศ

สุดท้ายนี้ เรามาพิจารณาสถานการณ์ห่วงโซ่อุตสาหกรรมของเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าภายในประเทศอย่างเป็นระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง IGBT, SiC และ GaN ก่อนอื่น เรามาดูห่วงโซ่อุตสาหกรรม IGBT ทั้งหมดกันก่อน IGBT ภายในประเทศนั้นได้วางรากฐานไว้ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดแล้ว เช่น การออกแบบชิป การผลิตเวเฟอร์ และการบรรจุโมดูล แต่ยังอยู่ในขั้นเริ่มต้นเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตเวเฟอร์ การลดความหนาของแบ็คเพลน และกระบวนการบรรจุภัณฑ์ เป็นความยากลำบากหลักในเทคโนโลยีการผลิต IGBT และยังมีช่องว่างขนาดใหญ่กับต่างประเทศในด้านนี้

การจัดระเบียบห่วงโซ่อุตสาหกรรม IGBT ภายในประเทศทั้งหมด (ตารางสรุป: การสังเกตการณ์อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์)  
ในอุตสาหกรรมซิลิคอนคาร์ไบด์ทั้งหมด ในแง่ของวัสดุตั้งต้นและกระบวนการเอพิแท็กซี จีนยังคงครองตลาดด้วยผลิตภัณฑ์ขนาด 4 นิ้ว และผลิตภัณฑ์ขนาด 6 นิ้วนั้นได้รับการพัฒนาและจัดจำหน่ายในปริมาณน้อย โดยทั่วไปแล้ว เมื่อเทียบกับต่างประเทศ อุตสาหกรรมซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศยังมีช่องว่างในทุกขั้นตอนของห่วงโซ่คุณค่าทั้งหมด และช่องว่างโดยรวมอาจอยู่ที่ประมาณ 5 ปี เมื่อเทียบกับระดับที่ก้าวหน้าที่สุดของต่างประเทศ ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศล้าหลังอยู่ประมาณหนึ่งรุ่น หรือประมาณ 2-3 ปี ช่องว่างนี้ไม่มากนัก และเป็นไปได้ที่จะตามทันในอนาคตอันใกล้ แต่ต้องอาศัยความพยายามพร้อมกันจากต้นน้ำและปลายน้ำของห่วงโซ่คุณค่าในประเทศทั้งหมดจึงจะก้าวหน้าได้

การจัดระเบียบห่วงโซ่อุตสาหกรรม SiC ภายในประเทศทั้งหมด (ตารางสรุป: การสังเกตการณ์อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์)จากรายงาน "การคาดการณ์ตลาดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมไนไตรด์ทั่วโลกปี 2023" ที่เผยแพร่โดย RESEARCH AND MARKETS คาดว่าตลาดอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์จะเติบโตจาก 16.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2016 เป็น 22.47 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2023 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นที่ 4.51% ห่วงโซ่อุตสาหกรรม GaN ประกอบด้วยวัสดุต้นน้ำ (ซับสเตรตและเอพิแท็กซี) อุปกรณ์และโมดูลกลางน้ำ และระบบและแอปพลิเคชันปลายน้ำ การขยายตัวอย่างต่อเนื่องของตลาด GaN ในประเทศทำให้มีผู้ผลิตจำนวนมากเริ่มปรากฏตัวในทุกขั้นตอนของห่วงโซ่ ตั้งแต่ต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำ  
 

การจัดระเบียบห่วงโซ่อุตสาหกรรม GaN ภายในประเทศทั้งหมด (จัดทำตาราง: การสังเกตการณ์อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์)     

สรุป

โดยรวมแล้ว ภายใต้สถานการณ์ระหว่างประเทศในปัจจุบัน ธุรกิจในต่างประเทศของหัวเว่ยได้รับผลกระทบ และธุรกิจยานยนต์ที่กำลังเติบโตได้กลายเป็นก้าวสำคัญสำหรับหัวเว่ยในการแสวงหาการเติบโต และมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในภาคธุรกิจของหัวเว่ย การเข้าสู่ตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็น IGBT, SiC หรือ GaN ถือเป็นรากฐานสำคัญสำหรับเอกลักษณ์ของหัวเว่ยในฐานะผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ จากนั้น ด้วยคุณสมบัติที่เหนือกว่าของอุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านี้ หัวเว่ยสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ต่างๆ ของตนเอง เช่น แหล่งจ่ายไฟสถานีฐาน การชาร์จเร็ว การวิจัยและพัฒนาด้านอิเล็กโทรออปติก และการใช้งานอื่นๆ    

ปัจจุบัน ในด้านอุปกรณ์ไฟฟ้าเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม เราอยู่ในสถานะที่ดีในแง่ของระดับการพัฒนาเทคโนโลยีทั้งในและต่างประเทศ รวมถึงความสนใจของประเทศ ผู้เชี่ยวชาญในประเทศส่วนใหญ่ก็มีทัศนคติเชิงบวกต่อการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามของประเทศเรา วัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามอาจเป็นโอกาสที่ดีสำหรับเราในการหลุดพ้นจากสถานการณ์ที่ล้าหลังของวงจรรวม และบรรลุเป้าหมายการไล่ตามและแซงหน้าเทคโนโลยีชิป บริษัทที่มีศักยภาพอย่างหัวเว่ยควรเป็นผู้นำและขับเคลื่อนการเติบโตของเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ!

ข้อสงวนสิทธิ์: บทความนี้คัดลอกมาจาก "Power R&D Alliance" ซึ่งสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาและผู้เขียนต้นฉบับเมื่อนำไปเผยแพร่ซ้ำ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

หมายเลขโทรศัพท์ของบริษัท: +86-0755-83044319
โทรสาร: +86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่

QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว

ที่อยู่: ห้อง 809 อาคาร C อาคารเทคโนโลยีจ้านเทา เลขที่ 1079 ถนนหมินจือ เขตหลงหัวใหม่ เมืองเซินเจิ้น