2021 Yerli silisyum karbür pazarına saldırı!

Ana Sayfa Haberler Haberler 2021 Yerli silisyum karbür pazarına saldırı!

2022-03-17 313

Yarı iletken endüstrisi "bir nesil malzeme, bir nesil teknoloji, bir nesil endüstri" diyor.

Yarı iletken endüstrisi "bir malzeme nesli, bir teknoloji nesli, bir endüstri nesli" olarak bilinir. Birinci nesil silikon, ikinci nesil galyum arsenit idi ve bugün inceleyeceğimiz şey üçüncü nesil yarı iletken endüstri zinciridir.

Galyum nitrür (GaN) ve silisyum karbür (SiC), üçüncü nesil yarı iletken ikilisi olarak adlandırılır. Bu makalede silisyum karbür (SiC) üzerinde duracağız.

Günümüzde, Si malzemesi teorik performans sınırına yaklaştığından, SiC güç cihazları her zaman "ideal cihazlar" olarak kabul edilmiş ve yüksek dayanım gerilimi, düşük kayıp, yüksek verimlilik ve diğer özellikleri nedeniyle büyük beklentilerle karşılanmıştır.

5G, yeni enerji araçları, fotovoltaik enerji üretimi ve havacılık gibi stratejik öneme sahip gelişmekte olan sektörlerin hızlı gelişimiyle birlikte, sektör zincirinin hem üst hem de alt kademelerindeki şirketler pazara girmek için acele ettiler.Büyük pazar talebi büyüme potansiyeli, sıcak yatırım ortamı ve politika desteğiyle ülkemizin SIC sektörü temel yapılanmasını tamamladı..

Uygulama alanları açısından bakıldığında, yeni enerji araçları, %50'den fazlasını oluşturan SiC cihazları için en büyük uygulama pazarıdır. Gelecekte Çin, en büyük SiC pazarı haline gelecektir.

Birinci ve ikinci nesil yarı iletken malzeme süreçleri fiziksel sınırlara yaklaştıkça, geleneksel yarı iletken teknolojisinin darboğazını aşması beklenen üçüncü nesil yarı iletken malzeme, endüstri gelişiminin gözdesi haline geldi.

Aslında, Çin'de yarı iletken malzemelerin "nesiller"e ayrılmasının nedenlerinden biri, yarı iletken malzemelerin geniş ölçekli uygulamalarının ardından gelen üç sanayi devrimidir.

Birinci nesil yarı iletken malzemeler, hantal elektron tüplerinin yerini alan ve entegre devreleri temel alan mikroelektronik endüstrisinin hızlı gelişimini destekleyen silikon (Si) ile temsil edilir.

İkinci nesil yarı iletken malzemeler başlıca galyum arsenit (GaAs), indiyum antimonit (InSb) vb.'dir. İndiyum fosfit yarı iletken lazerler, optik iletişim sistemlerinin temel bileşenleridir ve galyum arsenit yüksek hızlı cihazlar, optik fiber ve mobil iletişim sektörlerinde yeni ufuklar açmıştır.

Silisyum karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) ile temsil edilen üçüncü nesil yarı iletken malzemeler, yeni enerji, fotovoltaik, elektrikli araçlar ve diğer sektörlerin gelişimini etkin bir şekilde desteklemektedir.

Yarı iletken malzemelerin üç önemli parametresine bakıldığında, üçüncü nesil yarı iletken malzemeler, üç göstergede silikon malzeme cihazlarından daha güçlüdür: elektron hareketliliği (düşük voltaj koşullarında yüksek frekanslı çalışma performansı), doygunluk kayma oranı (yüksek voltaj koşullarında yüksek frekanslı çalışma performansı) ve bant aralığı genişliği (voltaj dayanım performansı, maksimum çalışma sıcaklığı ve cihazın optik performansı).

Bunlar arasında en dikkat çekici olanı, üçüncü nesil yarı iletkenin "Geniş Bant Aralığı (WBG)" özelliğidir. Yüksek bant aralığının avantajı, cihazın yüksek voltaj ve yüksek sıcaklığa dayanıklı olması, yüksek güç, radyasyon direnci, güçlü iletkenlik, hızlı çalışma hızı ve düşük çalışma kaybı sunmasıdır.

Yerli SIC endüstri zinciri işletmelerinin büyük adımlar atması için gereken güven ve iyi fırsatlar.

pazar potansiyeli

Ülkem, dünyanın en büyük yeni enerji araçları pazarıdır. Tesla ve diğer markalar büyük miktarlarda SiC çözümlerini tanıtmaya başlarken, yerli üreticiler de hızla bu trendi takip ediyor. BYD tarafından temsil edilen OEM'ler, otomotiv alanında üçüncü nesil yarı iletken cihazların hızlandırılmasını teşvik etmek için kapsamlı düzenlemeler yapmaya başladı.

Ülke bazında bakıldığında, Çin, yeni enerji araçları pazarında dünyanın en büyük ülkesi olup, satışları diğer tüm ülkeleri açık ara geride bırakmakta ve küresel pazar payının %40'ından fazlasını oluşturmaktadır.Uygulama alanları açısından bakıldığında, yeni enerji araçları, %50'den fazlasını oluşturan SiC cihazları için en büyük uygulama pazarıdır. Gelecekte Çin, en büyük SiC pazarı haline gelecektir.

IHS verilerine göre, toplam SiC (silisyum karbür) pazarı bu yıl 50 milyon ABD dolarına ulaşacak ve 2028 yılına kadar 160 milyon ABD dolarına yükselecek. Bunlar arasında, elektrikli araç şarj pazarında SiC'nin önümüzdeki birkaç yıldaki yıllık bileşik büyüme oranı %59 gibi yüksek bir seviyede; fotovoltaik ve enerji depolama pazarında da yıllık bileşik büyüme oranı %26; ve güç kaynağı sektöründe ise bu oran %16 gibi yüksek bir seviyede bulunuyor. Genel yıllık bileşik büyüme oranı da %16 gibi yüksek bir seviyede.

hükümet teşviki

Hükümet, girişim sermayesi rolünü üstlenerek çok sayıda SiC projesinin yatırım ve inşaatına katılıyor.

SiC projelerinin çoğu yerel yönetimler ve işletmeler tarafından ortaklaşa yatırım yapılarak ve inşa edilerek gerçekleştirilmektedir. Yerel yönetimler nispeten daha fazla yatırım yapmakta ve daha fazla risk üstlenmektedir.

Çin'de birinci ve ikinci kademe şehirlerde yoğunlaşan geleneksel Si tabanlı projelerin aksine, SiC projeleri ülke geneline yayılmıştır.

Silikon tabanlı projelere kıyasla, SiC projelerine yapılan toplam yatırım nispeten düşüktür ve birçok küçük ve orta ölçekli şehir yönetimi, şehrin imajını iyileştirmek ve yarı iletken endüstrisinin yaygınlaşmasını sağlamak konusunda isteklidir.

Yerel yönetimlerin özellikle dahil olduğu bazı SiC projelerinin özeti

sermaye akışı

Sermaye ilgisi artıyor ve SiC endüstrisine büyük miktarda para akıyor.

politika odaklı

Merkezi ve yerel yönetimler, SiC endüstrisinin gelişimini teşvik etmek için bir dizi politika yürürlüğe koymuştur.

Ulusal 14. Beş Yıllık Planın 21. yılında açıklanan ayrıntılı kurallarda

Üçüncü nesil yarı iletken endüstrisinin gelişimini desteklemeye odaklanan açıklamaların da eklenmesi bekleniyor.

Ayrıca, "Çin Malı 2025" girişiminde ülke, 5G iletişiminin yerelleştirme oranı ve verimli enerji yönetimi için de somut hedefler ortaya koymuştur. Hedef, gelişmiş yarı iletken malzemelerin yerelleştirme oranının 2025 yılına kadar %50'ye ulaşmasını gerektirmektedir. Bu olumlu politikalar, SiC pazarının daha da gelişmesine ve büyümesine büyük ölçüde yardımcı olacaktır.

Lujing Semiconductor'ın 2021 Münih Elektronik Fuarı'na katılımı sırasında, "Kalite" adlı televizyon köşe yazarlığı grubu, şirketin genel müdürü Bay Xu Wenhui ile üçüncü nesil yarı iletkenlerin geliştirilmesiyle ilgili "Çin Malı 2025" hakkında bir röportaj gerçekleştirdi. Silisyum karbür güç cihazlarının önümüzdeki 3-5 yıl içinde yaygın olarak kullanılacağı ve hatta bazı alanlarda silikon bazlı ürünlerin yerini tamamen alabileceği belirtildi.

Endüstriyel zincir temel yerleşim planını tamamladı.

Yabancı pazarlara kıyasla, ülkemiz SiC malzemeleri ve cihazları üzerine araştırmalara nispeten geç başladı. Çeşitli faktörlerin etkisiyle, Çin'in SiC endüstri zinciri temel yapılanmasını tamamladı ve belirli sonuçlar elde ederek, yabancı ileri teknolojilerle arasındaki farkı kademeli olarak kapattı. Her aşamada birçok önde gelen şirket ortaya çıktı.

Ancak, tüm SiC pazar yapısı açısından bakıldığında, ABD, Japonya ve Avrupa gibi yabancı şirketler hala tüm pazarda baskın oyuncular konumundadır ve yerli üreticilerin bu alanda büyük bir söz hakkı bulunmamaktadır. Yole'nin verilerine göre, Cree, Infineon ve Rohm, SiC pazar payının yaklaşık %90'ını elinde tutmaktadır. Cree, SiC alt tabakalarının ana tedarikçisidir. Rohm, STMicroelectronics vb. şirketlerin kendi SiC üretim hatları bulunmaktadır. Bunlar arasında Cree, silisyum karbür gofret pazarının yarısından fazlasını elinde bulundurmaktadır. Bu tekel avantajı, endüstrinin üst kademesinde çok büyük bir söz hakkı sağlamaktadır. Bu açıdan bakıldığında, yerli işletmelerin izlemesi gereken yol, yabancı ülkelerin mevcut konumunun çok gerisindedir.

Sanayi zincirindeki yerli ve yabancı rekabet arasındaki farka bakıldığında

Yüzey

Yüzey

Teknik göstergeler ile uluslararası üreticiler arasında belirgin bir fark var ve ürün tutarlılığı, aşılması zor bir eksiklik.

Alt tabakanın en önemli üç geometrik parametresi olan TTV (toplam kalınlık sapması), Bow (eğilme) ve Wrap (çarpılma) açısından yerli üreticiler ile önde gelen yabancı üreticiler arasında belirgin bir fark bulunmaktadır.

Yerli substratların teknoloji açığı ve tutarlılık sorunlarının nedenleri kabaca aşağıdaki iki kategoriye ayrılabilir:

Malzeme uyumu, ekipman hassasiyeti ve termal alan kontrolü gibi teknik hususlar uzun bir bilgi birikimi süreci gerektirir. Yerli üreticiler nispeten geç başladılar ve daha az yatırım yaptılar; bu da önde gelen yabancı üreticilerle aralarında belirgin bir fark bıraktı.
Yerli üreticilerin müşteri sayısı daha az ve daha dağınık, ayrıca geri bildirim hızları daha yavaş ve geri bildirim içerikleri eksik. CREE'nin ürün yelpazesi alt tabakaları, epitaksiyi, cihazları ve hatta modülleri kapsıyor ve arka uç geri bildirimi yeterli ve zamanında.

Teknolojik uçurum, doğrudan alt tabakanın genel performansının düşük olmasına ve daha yüksek gereksinimlere sahip üretim hatlarında kullanılamamasına yol açmaktadır.

Tutarlılık sorunu, yüksek kaliteli substratların oranının düşük olması anlamına gelir ve bu da substratların maliyetinde önemli bir artışa doğrudan yol açar.

Yukarıdaki iki nedenden dolayı, yerli hammaddeler şu anda ana akım tedarik zincirine giremiyor.

anlam

anlam

Teknik engeller düşük ve genel teknik seviye yabancı ülkelerden çok farklı değil.

Epitaksiyel teknoloji nispeten basittir ve ana işlem, orijinal SiC alt tabakası üzerine yeni bir tek kristal tabakası büyütmektir. Tüm endüstriyel zincirde daha düşük katma değere ve daha düşük teknik eşiğe sahip bir bağlantıdır.

Epitaksiyel işlem, olgunlaşmış ekipmanlara dayanmaktadır (şu anda sektörde kullanılan ana ekipman, Aixtron ve diğer şirketler tarafından sağlanan CVD ekipmanıdır). Buhar biriktirme işlemi, akış ölçerler tarafından sıkı bir şekilde kontrol edilir. Sektör ve ekipman tedarikçileri nispeten olgun teknolojilere sahiptir.

Yerli üretici Han Tiantian'ı örnek alacak olursak, teknik seviyesi, önde gelen uluslararası yayım şirketi Japon Showa Denko'dan çok farklı değil. Anket sonuçlarına göre, Hantian Tiancheng ve Showa Denko dünya çapında birçok pazarda rekabet ediyor.

cihaz

cihaz

Teknik göstergeler ile uluslararası üreticiler arasında belirgin bir fark var. Ürünlerin tutarlılığı, aşılması zor bir eksikliktir. Yerli hammaddelerin ana akım tedarik zincirine girmesi hala zordur.

Tasarım:SiC cihaz tasarımı nispeten basittir ve yabancı ülkelerle arasındaki fark nispeten küçüktür.

SiC SBD cihaz tasarımında patent engeli bulunmamaktadır. Önde gelen yerli şirketler 6. Nesil SiC SBD'nin araştırma ve geliştirme çalışmalarına başlamış olup, yabancı ülkelerle aradaki fark nispeten küçüktür.
SiC MOSFET cihazları söz konusu olduğunda, birçok yerli şirket araştırma ve geliştirme çalışmalarını tamamladığını iddia ediyor ancak henüz seri üretime geçmemiş durumda. Aynı zamanda, en yeni Gen 4 Trench SiC MOSFET patenti yabancı şirketlerin elinde bulunuyor ve gelecekte patent sorunları ortaya çıkabilir.

üretim:SiC cihaz üretimi ile yabancı ülkeler arasında belirgin bir uçurum var.

SiC SBD cihaz üretim hatlarının çoğu henüz yeni açılış aşamasında. Üretim kapasitesini artırma gibi aşamalardan geçmeleri gerekiyor ve büyük ölçekli ve istikrarlı seri üretime ulaşmak arasında hala belirli bir mesafe var.
Şu anda, yerli SiC MOSFET cihaz üretim platformlarının tamamı hala yapım aşamasındadır ve bazı şirketlerin üretim hatları hala planlama aşamasındadır; seri üretime geçilmesi için daha uzun bir yol vardır.

modül

modül

Piyasa rekabeti çok yoğun ve yerli sanayinin genel olgunluk seviyesi hala düşük.

Yerli şirketlerin SIC modüllerindeki mevcut rekabet durumu:

Birçok yerli yeni enerji aracı üreticisi, kendi ihtiyaçlarını karşılamak ve tedarik zincirinin başından sonuna kadar tüm süreçleri kapsamak için radikal düzenlemeler yaparak kendi SiC modül üretim hatlarını kurmuştur. Aynı zamanda, bazı geleneksel modül üreticileri de Si tabanlı modüllerin deneyiminden yararlanarak SiC modüllerinin yatay araştırma ve geliştirme çalışmalarını yürütmekte ve araştırma ve geliştirme sürecini hızlandırmaktadır.

Ancak, yerli yeni enerji araç üreticilerinin modül üretim hatlarının çoğunun inşası 2019/20 yıllarında başladı ve tam kapasiteye ulaşması en az 22 yıl sürecek. Çin'deki yeni ortaya çıkan modül üreticilerinin çoğu küçük ölçekli olup henüz büyük ölçekli seri üretime ulaşamamıştır. Yerli sanayinin olgunluk seviyesi hala düşüktür.

Yerli üreticiler arasındaki rekabete ek olarak, SIC alanındaki gerçek rekabet baskısı hala yabancı devlerden geliyor. Şu anda, Infineon, ST ve Rohm gibi büyük uluslararası üreticilerin 600-1700V silisyum karbür SBD'leri ve MOSFET'leri seri üretime geçmiş durumda. Yerli silisyum karbür üreticileri şu anda ağırlıklı olarak diyot ürünleri piyasaya sürüyor. Sadece birkaç MOSFET üreticisi seri üretim yapıyor ve hala atılım için yer var. Üretim hatları açısından, Cree, Infineon vb. 8 inçlik hatlar kurmaya başlarken, yerli üreticiler hala 6 inçlik hatlara geçiş yapıyor. Cree tek başına alt tabaka pazarının yaklaşık %40'ını oluşturuyor.

Uzun bir süre boyunca, yerli SiC endüstri zinciri şirketleri için atak yolu ufukta olacak. Daha gidilecek çok yol var! Ancak neyse ki, SiC 5G, yeni enerji araçları ve fotovoltaik gibi çeşitli alanlarda son derece iyi performans gösterdi. Pazar yeterince büyük ve yerli ikameye olan talep devam ediyor, bu nedenle yerli şirketler hala rekabet edebilir!

Yerli SiC endüstrisinin mevcut yapısı

SiC substratı

Shandong Tianyue,Tianke Heda, Zhongke Enerji Tasarrufu, Tongguang Kristal

Epitaksiyel gofret üretimi

Han Tian Tian Cheng,Dongguan Tianyu

SiC cihaz ve modül üreticileri

Sanan Entegrasyonu,Tyco Tianrun, Zhanxin Electronics, Basic Semiconductor,Jinan Lujing YarıiletkenBekleyin.

Lujing Semiconductor 2010 yılında kurulmuştur.On yılı aşkın süredir silikon tabanlı yarı iletken diyotların ve MOS tüplerinin üretimi, satışı, araştırma ve geliştirme faaliyetlerine odaklanan şirket, sektörde iyi bir üne sahiptir.2016 yılından bu yana, endüstriyel gelişmenin ihtiyaçlarına göre, üçüncü nesil yarı iletken cihazların araştırma ve geliştirme, paketleme, test ve uygulama alanlarında aktif çalışmalar yürütüyoruz. Bilimsel araştırmalara yapılan yatırımı artırmak ve yetenekli ekipler yetiştirerek yeni bir teknolojik inovasyon sistemi kurmak için çaba göstereceğiz.İşletmelerin temel rekabet gücünü artırmak, işletmelerin inovasyon ve gelişim potansiyelini zenginleştirmek ve işletmelerin sürdürülebilir gelişimi için güçlü teknik destek sağlamak.

Yasal Uyarı: Bu makale "Lu Jingxin City"den alınmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro'nun ve sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca yeniden basım ve paylaşım amaçlıdır ve fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekler. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

USB Type-C 240W: Gücün geleceğine öncülük ediyor!

Büyük fonlar yeniden harekete geçiyor! Bu sefer hedefimiz güç yarı iletkenleri ve üretim kapasitesi oluşturmak için Çin'in önde gelen şirketi China Resources Micro ile güçlerimizi birleştiriyoruz.