Die Industriekette für neue Energiefahrzeuge und Kommunikationsgeräte entwickelt sich rasant und die Nachfrage nach Leistungshalbleitern hat stark zugenommen, insbesondere die Nachfrage nach Leistungshalbleitern der dritten Generation, die durch SiC und GaN repräsentiert werden. Laut Yole stammt der größte Anwendungsmarkt für SiC aus Automobilen. Die Verwendung von SiC-Lösungen kann das System effizienter, leichter und kompakter machen. Mit der schrittweisen Reduzierung der SiC-Kosten und der kontinuierlichen Erweiterung der Anwendungen sind die zukünftigen Marktentwicklungsaussichten breit.

Derzeit sind inländische SiC-Stromversorgungsgeräte hauptsächlich auf Importe angewiesen, und die Kette der Autoindustrie ist besonders davon abhängig. Um diese Situation zu ändern, schlug der vom Zentralkomitee der Democratic Progressives vorgelegte "Vorschlag zur Förderung der wissenschaftlichen Entwicklung der chinesischen Leistungshalbleiterindustrie" während der diesjährigen "zwei Sitzungen" vor, die Entwicklungspolitik der Leistungshalbleiterindustrie weiter zu verbessern und aufzunehmen die Forschung und Entwicklung neuer Leistungshalbleitermaterialien im nationalen Plan. , Realisieren Sie die unabhängige Versorgung mit Leistungshalbleitern so schnell wie möglich. In Zukunft wird der Umfang der neuen Energiekette der Automobilindustrie meines Landes weiter ausgebaut und die Nachfrage nach Stromversorgungsgeräten wird eine Explosion auslösen. Aus diesem Grund beschleunigen inländische Hersteller, die nach Geschäftsmöglichkeiten riechen, auch das Layout der Industriekette für SiC-Leistungshalbleiter.


Die Nachfrage nach SiC-Geräten für die Automobilindustrie hat zugenommen

Die neue Energie-Automobilindustrie hat die "alte Schwierigkeit" der Batterielebensdauer und des Ladens, die dringend gelöst werden muss. Aus diesem Grund benötigen Automobilunternehmen Leistungshalbleiter mit höherer Umwandlungseffizienz, was zu einer wichtigen Triebkraft für die Expansion des Marktes für SiC-Leistungsgeräte geworden ist. Als eines der Halbleitermaterialien der dritten Generation weist SiC eine größere Bandlücke, ein höheres elektrisches Durchbruchfeld, Wärmeleitfähigkeit, Elektronensättigungsrate und Strahlungswiderstand auf. Daher weisen SiC-Leistungsbauelemente hohe Nennspannungen und eine geringe Leitfähigkeit auf. Sie weisen eine gute Leistung in Bezug auf Widerstand und schnelle Schaltgeschwindigkeit auf, was die Anforderungen von Automobilunternehmen hinsichtlich Energieumwandlung und Energieeffizienz erfüllen kann.

Insbesondere im Hinblick auf die Verbesserung der Energieeffizienz weisen SiC-Bauelemente herausragende Vorteile gegenüber anderen Materialien auf Siliziumbasis auf. Georges Andary, Präsident von Bosch Automotive China, sagte, dass Siliziumkarbid-Halbleiter Motoren eine höhere Leistung bringen können und neue Veränderungen für die Automobilindustrie bringen werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Produkten auf Siliziumbasis reduziert die Verwendung von Siliziumkarbidprodukten den Energieverbrauch um 50%, und die Leistung wurde verbessert, um die Reichweite des Fahrzeugs um 6% zu erhöhen.

Im Vergleich zu anderen Produkten auf Siliziumbasis weist Siliziumkarbid eine bessere Leitfähigkeit und eine höhere Schaltfrequenz auf, wodurch der Energieverbrauch gesenkt und die Kosten gesenkt werden. Derzeit haben OEMs wie Tesla Siliziumkarbidprodukte eingeführt. Um die Leistung des Antriebsmotors für Elektrofahrzeuge zu erhöhen und den Energieverbrauch zu senken, verwendet Tesla Model 3 ein vollständiges SiC-Leistungsmodul an der Motorsteuerung. Laut ausländischer Demontage und Analyse verwendet der Wechselrichter in der elektronischen Steuerung das SiC-Kernstromgerät von ST. Das gesamte Leistungsmodul besteht aus einem Einrohrmodul mit einer Spannungsfestigkeit von 650V.

Basierend auf früheren Erfahrungen mit dem Austausch von Produkten werden andere Automobilhersteller unter dem Demonstrationseffekt von Tesla schrittweise auf SiC-Leistungsmodule umsteigen. SiC-Bauelemente werden in den nächsten 3-5 Jahren in Getriebesystemen für Elektrofahrzeuge weit verbreitet sein. Ein Bericht von CSA Research zeigt, dass im Jahr 2019 die Anwendungsskala für SiC-Geräte im Segment der neuen Energiefahrzeuge (einschließlich kompletter Fahrzeuge und Ladeeinrichtungen) etwa 430 Millionen Yuan beträgt und die Marktgröße im Jahr 2024 1,624 Milliarden Yuan erreichen wird durchschnittliche jährliche durchschnittliche Wachstumsrate. Die Rate erreichte 30,4%.

Aus Sicht des Verkaufs von Neufahrzeugen im Jahr 2019 nimmt China immer noch die Hälfte des globalen Marktes für Neufahrzeuge ein. Dies ist auch ein Schlüsselmarkt für große internationale Hersteller, um das Layout von Halbleiter-SiC der dritten Generation zu verbessern. Es versteht sich, dass der Marktanteil von SiC-Geräten hauptsächlich in den Händen von Herstellern in Übersee konzentriert ist, auf die vier Unternehmen von Infineon, ROHM, ST und Cree fast 90% des globalen Marktanteils ausmachen. Neben Midstream-Halbleiterherstellern wie Cree, ROHM, Infineon und anderen Halbleiterherstellern, die SiC Mosfet-Produkte in Automobilqualität auf den Markt gebracht haben, entwickeln nachgeschaltete Unternehmen, die von Tier-1-Unternehmen wie Bosch vertreten werden, Automobilhalbleiter und deren Halbleiter der dritten Generation rasch weiter sind offiziell in die Automobilzulieferkette eingetreten. Enge Zusammenarbeit. Branchenkenner sagten gegenüber Jiwei.com: „Die Kette der Automobilindustrie ist derzeit die größte Konzentration des Siliziumkarbidverbrauchs. Mit dem Vorteil des weltweit führenden Tier-1-Unternehmens hat Bosch schnell Leistungshalbleiterbauelemente ausgeliefert und ist nun auf dem europäischen Halbleitermarkt gelistet. Vierter im Band. "


Inländische Unternehmen steigern ihre Stärke in SiC

Zusätzlich zu den zunehmenden Investitionen ausländischer Giganten verbessern inländische Unternehmen aktiv das Layout der SiC-Industriekette unter der starken Unterstützung von Richtlinien und der Förderung des SiC-Chip-Marktes durch die Automobilindustrie-Kette. "Chinas Leistungshalbleiterindustrie hat einen riesigen Raum und vielversprechende Aussichten. Für inländische Leistungshalbleiterunternehmen, die sich auf den chinesischen Markt verlassen, kann dies als eine Entwicklungschance angesehen werden, die nicht verpasst werden darf." Li Hong, General Manager der China Resources Micropower Device Business Group, wurde von Jiwei.com-Reporter Said interviewt, als.

In Bezug auf das Layout der Produktionslinie kündigte China Resources Micro kürzlich die offizielle Massenproduktion der ersten kommerziellen 6-Zoll-SiC-Wafer-Produktionslinie des Landes an. Die Produktionslinie kann so schnell eine Massenproduktion erreichen, hauptsächlich weil China Resources Micro eine andere Strategie als andere Hersteller verfolgt hat. Laut relevanten Quellen von China Resources Micro "können sie im Gegensatz zu den meisten anderen Unternehmen in Produktionslinien für Siliziumkarbid investieren, angefangen bei 4-Zoll-Wafern bis hin zur Entwicklung auf 6-Zoll- und 8-Zoll-Wafer, nachdem der Prozess ausgereift ist Wir sind Die ursprüngliche Si-Produktionslinie wurde angepasst. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung in der Produktionslinie für Si-Leistungsgeräte haben wir am Anfang direkt ab 6 Zoll begonnen, um Zeit und Kosten für Versuch und Irrtum zu reduzieren und den SiC6 so schnell wie möglich fertigzustellen mit weniger Investition möglich. Bau einer kommerziellen Produktionslinie in Zoll. “ Die Person sagte jedoch, dass es nicht zweckmäßig sei, die Einzelheiten der Waferdurchlaufrate und der Produktionskapazität offenzulegen.

Laut Jiwei liegt die derzeitige qualifizierte Rate von SiC-Wafern weltweit bei 70% bis 80%, während die qualifizierte Rate von 4-Zoll-SiC-Wafern in der SiC-Industriebasis von China Electronics 65% erreichen kann, was 180.000 erreichen kann innerhalb von drei Jahren. Stück / Jahr Produktionskapazität.

Derzeit ist die Gesamtqualifizierungsrate für inländische SiC-Wafer nicht hoch. Von der Materialmikroebene hängt es hauptsächlich mit der Kristallwachstumsstruktur zusammen. SiC-Einkristalle haben mehr als 250 Arten von Isomeren, aber die 4H-SiC-Einkristallstruktur wird hauptsächlich zur Herstellung von Leistungshalbleitern verwendet. Mit anderen Worten bestimmt die Einkristallwachstumsstruktur direkt, ob der Wafer qualifiziert ist oder nicht. Wei Wei von Basic Semiconductors sagte zu Ji Microgrid: „Wenn Sie beim Züchten von SiC-Einkristallen keine genaue Kontrolle durchführen, erhalten Sie andere SiC-Kristallstrukturen, die direkt zum Waferversagen führen. Das müssen wir vermeiden. Fall."

Es versteht sich, dass Basic Semiconductor derzeit die gesamte Industriekette erforscht und entwickelt, die die Materialvorbereitung, das Chipdesign, den Herstellungsprozess, das Verpacken und Testen sowie die Antriebsanwendung von Siliziumkarbid-Leistungsbauelementen abdeckt. Das Unternehmen hat nacheinander Siliziumkarbid-Schottky-Dioden mit voller Strom- und Spannungsqualität auf den Markt gebracht und die ersten im Inland hergestellten Produkte der Industrieserie wie den 1200-V-Siliziumkarbid-MOSFET, ein volles SiC-Leistungsmodul in Automobilqualität, das auf Zuverlässigkeit getestet wurde. Wei Wei erklärte gegenüber Jiwei: "Gegenwärtig wurden SiC-Bauelemente in Halbleiter-Automobilqualität über tie1-Lieferanten an inländische OEMs geliefert."

Obwohl es viele inländische Unternehmen gibt, die SiC-Produkte in Automobilqualität einsetzen, haben nur wenige diese bereits an OEMs geliefert. Ob einheimische Hersteller die Möglichkeit haben, "ins Auto zu steigen", hängt hauptsächlich davon ab, ob das Produkt die Schwelle der Auto-Level-Standards überschreiten kann. In diesem Zusammenhang enthüllte Wei Wei Jiwei.com die Gründe, warum grundlegende Halbleiter in das Auto gelangen können. "Die Verfügbarkeit von SiC-Produkten hängt von der Zuverlässigkeit des Fahrzeugs ab. Die Zuverlässigkeit ist ein Maß für die Lebenserwartung des Geräts, dh anhand der Zuverlässigkeitsergebnisse kann berechnet werden, wie lange das Gerät halten muss. Erfüllen Sie die Spezifikationsanforderungen Die Anzahl der Proben wird normalerweise als 22 für die Überprüfung der Zuverlässigkeit industrieller Produkte ausgewählt. Grundlegende Halbleiter erhöhen die Anzahl der Proben gemäß den Anforderungen der Automobilqualität auf 77 und verwenden die Zertifizierungsstandards der Automobilqualität der AEC-Q-Serie, um die Geräte so lange zu testen wie sie erfolgreich bestehen Nach dem Test können Sie eine Fahrkarte zum Einsteigen in den Zug erhalten. "

Anders als in der heimischen Industrie wurden die unipolaren 600 V-1700 V 4H-SiC-JBS und MOSFET des internationalen Halbleitergiganten kommerzialisiert. Im Jahr 2019 kündigte CREE den Bau einer 8-Zoll-Siliziumkarbid-Produktionslinie an. In Bezug auf die Kluft zwischen der inländischen SiC-Industriekette und dem Ausland sagte Wei Wei: „Derzeit bleibt die inländische SiC-Industrie in Automobilqualität hinter den ausländischen Herstellern zurück. Wir müssen die Investitionen in SiC-Kapital und -Technologie verstärken, um die SiC-Industriekette so schnell wie möglich zu verbessern. “

Können inländische Leistungshalbleiterhersteller angesichts der zunehmenden Investitionen ausländischer Hersteller in den chinesischen SiC-Markt die Schwelle für SiC in Automobilqualität überschreiten und erfolgreich "ins Auto steigen"? In dieser Hinsicht glauben die Menschen in der Branche, dass „nationale politische Unterstützung und finanzielle Unterstützung eine große Hilfe für die Entwicklung der Branche sind und relevante einheimische Unternehmen sich auch gegenseitig unterstützen, der Ausbildung von Talenten in diesem Bereich Bedeutung beimessen und Wert legen das Umfeld der Autonomie in den gegenwärtigen Handelsfriktionen. Unter diesen Umständen haben einheimische SiC-Hersteller noch viel Entwicklungsspielraum. "