Η βιομηχανική αλυσίδα νέων ενεργειακών οχημάτων και εξοπλισμού επικοινωνίας αναπτύσσεται ραγδαία και η ζήτηση για ημιαγωγούς ισχύος έχει αυξηθεί σημαντικά, ειδικά η ζήτηση για ημιαγωγούς ισχύος τρίτης γενιάς που εκπροσωπούνται από τις SiC και GaN. Σύμφωνα με την Yole, η μεγαλύτερη αγορά εφαρμογών για το SiC προέρχεται από αυτοκίνητα. Η χρήση λύσεων SiC μπορεί να κάνει το σύστημα πιο αποδοτικό, ελαφρύτερο και πιο συμπαγές. Με τη σταδιακή μείωση του κόστους SiC και τη συνεχή επέκταση των εφαρμογών, οι μελλοντικές προοπτικές ανάπτυξης της αγοράς είναι ευρείες.
Προς το παρόν, οι εγχώριες συσκευές ισχύος SiC βασίζονται κυρίως στις εισαγωγές και η αλυσίδα της αυτοκινητοβιομηχανίας εξαρτάται ιδιαίτερα από αυτό. Προκειμένου να αλλάξει αυτήν την κατάσταση, κατά τη διάρκεια των «δύο συνεδριών» του τρέχοντος έτους, η «Πρόταση για την προώθηση της επιστημονικής ανάπτυξης της βιομηχανίας ημιαγωγών ισχύος της Κίνας» που υποβλήθηκε από την Κεντρική Επιτροπή των Δημοκρατικών Προοδευτικών πρότεινε την περαιτέρω βελτίωση της πολιτικής ανάπτυξης της βιομηχανίας ημιαγωγών ισχύος και την έρευνα και ανάπτυξη νέων ημιαγωγών υλικών ισχύος στο εθνικό σχέδιο. , Πραγματοποιήστε την ανεξάρτητη παροχή ημιαγωγών ισχύος το συντομότερο δυνατό. Στο μέλλον, η κλίμακα της νέας ενεργειακής αλυσίδας της αυτοκινητοβιομηχανίας της χώρας μου θα επεκταθεί περαιτέρω και η ζήτηση για ηλεκτρικές συσκευές θα οδηγήσει σε μια έκρηξη. Για το λόγο αυτό, οι εγχώριοι κατασκευαστές που μυρίζουν επιχειρηματικές ευκαιρίες επιταχύνουν επίσης τη διάταξη της αλυσίδας βιομηχανίας ημιαγωγών ισχύος SiC.
Η ζήτηση για συσκευές SiC για αυτοκίνητα έχει αυξηθεί
Η νέα ενεργειακή αυτοκινητοβιομηχανία έχει την «παλιά δυσκολία» της διάρκειας ζωής της μπαταρίας και της φόρτισης που πρέπει να λυθεί επειγόντως. Για το λόγο αυτό, οι εταιρείες αυτοκινήτων χρειάζονται ημιαγωγούς ισχύος με υψηλότερη απόδοση μετατροπής, η οποία έχει καταστεί σημαντική κινητήρια δύναμη για την επέκταση της αγοράς συσκευών SiC. Ως ένα από τα υλικά ημιαγωγών τρίτης γενιάς, το SiC έχει μεγαλύτερο εύρος ζώνης, υψηλότερο ηλεκτρικό πεδίο βλάβης, θερμική αγωγιμότητα, ρυθμό κορεσμού ηλεκτρονίων και αντίσταση στην ακτινοβολία. Επομένως, οι συσκευές ισχύος SiC έχουν βαθμολογίες υψηλής τάσης και χαμηλή αγωγιμότητα. Έχει καλές επιδόσεις όσον αφορά την αντίσταση και τη γρήγορη ταχύτητα μεταγωγής, οι οποίες μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες των εταιρειών αυτοκινήτων σε μετατροπή ενέργειας και ενεργειακή απόδοση.
Ειδικά όσον αφορά τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, οι συσκευές SiC έχουν εξαιρετικά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα υλικά με βάση το πυρίτιο. Ο Georges Andary, Πρόεδρος της Bosch Automotive China, δήλωσε ότι οι ημιαγωγοί πυριτίου καρβιδίου μπορούν να φέρουν υψηλότερη ισχύ στους κινητήρες και θα φέρουν νέες αλλαγές στην αυτοκινητοβιομηχανία. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά προϊόντα με βάση το πυρίτιο, η χρήση προϊόντων καρβιδίου του πυριτίου μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 50% και η ισχύς έχει επίσης βελτιωθεί για να αυξήσει το εύρος πλεύσης του αυτοκινήτου κατά 6%.
Σε σύγκριση με άλλα προϊόντα με βάση το πυρίτιο, το καρβίδιο του πυριτίου έχει καλύτερη αγωγιμότητα και υψηλότερη συχνότητα μεταγωγής, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και μειώνοντας το κόστος. Προς το παρόν, OEM όπως η Tesla έχουν εισαγάγει προϊόντα καρβιδίου του πυριτίου. Προκειμένου να αυξηθεί η ισχύς του κινητήρα ηλεκτροκίνητου οχήματος και να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας, το Tesla Model 3 χρησιμοποιεί μια πλήρη μονάδα ισχύος SiC στον ελεγκτή του κινητήρα. Σύμφωνα με την ξένη αποσυναρμολόγηση και ανάλυση, ο μετατροπέας στον ηλεκτρονικό έλεγχο χρησιμοποιεί τη βασική συσκευή τροφοδοσίας SiC της ST. Ολόκληρη η μονάδα ισχύος αποτελείται από μια μονάδα ενός σωλήνα με αντίσταση τάσης 650V.
Με βάση την προηγούμενη εμπειρία αντικατάστασης προϊόντων, άλλες εταιρείες αυτοκινήτων θα μεταβαίνουν σταδιακά σε μονάδες ισχύος SiC με το αποτέλεσμα επίδειξης της Tesla. Οι συσκευές SiC θα χρησιμοποιηθούν ευρέως σε συστήματα μετάδοσης ηλεκτρικών οχημάτων τα επόμενα 3-5 χρόνια. Μια έκθεση από την CSA Research δείχνει ότι το 2019, η κλίμακα εφαρμογής των συσκευών SiC στο νέο τμήμα ενεργειακών οχημάτων (συμπεριλαμβανομένων των πλήρων οχημάτων και των εγκαταστάσεων φόρτισης) είναι περίπου 430 εκατομμύρια γιουάν και το μέγεθος της αγοράς θα φτάσει τα 1.624 δισεκατομμύρια γιουάν το 2024, με μέσος ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης σύνθετων. Το ποσοστό έφτασε το 30,4%.
Από την άποψη των πωλήσεων νέων ενεργειακών οχημάτων το 2019, η Κίνα εξακολουθεί να καταλαμβάνει το ήμισυ της παγκόσμιας αγοράς νέων ενεργειακών οχημάτων. Αυτή είναι επίσης μια βασική αγορά για τους μεγάλους διεθνείς κατασκευαστές να αυξήσουν τη διάταξη του SiC ημιαγωγών τρίτης γενιάς. Είναι κατανοητό ότι το μερίδιο αγοράς των συσκευών SiC συγκεντρώνεται κυρίως στα χέρια των κατασκευαστών στο εξωτερικό, μεταξύ των οποίων οι εταιρείες Infineon, ROHM, ST και Cree τέσσερις αντιπροσωπεύουν σχεδόν το 90% του παγκόσμιου μεριδίου αγοράς. Εκτός από τους κατασκευαστές ημιαγωγών μεσαίου ρεύματος όπως οι Cree, ROHM, Infineon και άλλοι κατασκευαστές ημιαγωγών που έχουν ξεκινήσει προϊόντα SiC Mosfet ποιότητας αυτοκινήτου, οι εταιρείες κατάντη που εκπροσωπούνται από εταιρείες της κατηγορίας 1, όπως η Bosch, προωθούν γρήγορα τους ημιαγωγούς αυτοκινήτων και τους ημιαγωγούς τρίτης γενιάς τους μπήκαν επίσημα στην αλυσίδα εφοδιασμού αυτοκινήτων. Στενή συνεργασία. Οι εμπιστευτικοί της βιομηχανίας είπαν στο Jiwei.com, «Η αλυσίδα της αυτοκινητοβιομηχανίας είναι σήμερα η μεγαλύτερη συγκέντρωση κατανάλωσης καρβιδίου του πυριτίου. Με το πλεονέκτημα της νούμερο 1 εταιρείας στον κόσμο, η Bosch στέλνει γρήγορα συσκευές ημιαγωγών ισχύος και τώρα έχει εισαχθεί στην ευρωπαϊκή αγορά ημιαγωγών. Τέταρτος τόμος. "
Οι εγχώριες εταιρείες αυξάνουν τη δύναμή τους στο SiC
Εκτός από την αύξηση των επενδύσεων από ξένους γίγαντες, οι εγχώριες εταιρείες αυξάνουν ενεργά τη διάταξη της αλυσίδας βιομηχανιών SiC υπό την ισχυρή υποστήριξη των πολιτικών και την προώθηση της αγοράς τσιπ SiC από την αλυσίδα της αυτοκινητοβιομηχανίας. "Η βιομηχανία ημιαγωγών ενέργειας της Κίνας έχει τεράστιο χώρο και ελπιδοφόρες προοπτικές. Για τις εγχώριες εταιρείες ημιαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζονται στην κινεζική αγορά, μπορεί να θεωρηθεί ως μια ευκαιρία ανάπτυξης που δεν μπορεί να χαθεί." Ο Λι Χονγκ, γενικός διευθυντής της China Resources Micropower Device Business Group, πήρε συνέντευξη από τον δημοσιογράφο Jiwei.com Said όταν.
Όσον αφορά τη διάταξη της γραμμής παραγωγής, η China Resources Micro ανακοίνωσε πρόσφατα την επίσημη μαζική παραγωγή της πρώτης εμπορικής γραμμής παραγωγής γκοφρετών SiC 6 ιντσών της χώρας. Η γραμμή παραγωγής μπορεί να επιτύχει μαζική παραγωγή τόσο γρήγορα, κυρίως επειδή η China Resources Micro έχει υιοθετήσει μια διαφορετική στρατηγική από άλλους κατασκευαστές. Σύμφωνα με σχετικές πηγές της China Resources Micro, "Σε αντίθεση με τις περισσότερες άλλες εταιρείες, ενδέχεται να επενδύσουν σε γραμμές παραγωγής καρβιδίου του πυριτίου, ξεκινώντας με γκοφρέτες 4 ιντσών και στη συνέχεια να εξελιχθούν σε 6 ιντσών και 8 ιντσών μετά την ωρίμανση της διαδικασίας και είμαστε Η αρχική γραμμή παραγωγής Si προσαρμόστηκε. Λόγω της πλούσιας εμπειρίας μας στη γραμμή παραγωγής συσκευών Si, ξεκινήσαμε απευθείας από 6 ίντσες στην αρχή, μειώνοντας το χρόνο και το κόστος δοκιμής και σφάλματος και ολοκληρώνοντας το SiC6 μόλις εφικτή με λιγότερες επενδύσεις. Κατασκευή γραμμής εμπορικής παραγωγής Inch Ωστόσο, το άτομο είπε ότι δεν είναι βολικό να αποκαλυφθούν οι λεπτομέρειες του ποσοστού διέλευσης γκοφρέτας και της παραγωγικής ικανότητας.
Σύμφωνα με την Jiwei, η τρέχουσα ειδική τιμή των SiC wafer στον κόσμο είναι τόσο υψηλή όσο 70% -80%, ενώ η ειδική τιμή των 4-ιντσών SiC γκοφρετών στην Κίνα Electronics SiC Industry Base μπορεί να φτάσει το 65%, που μπορεί να φτάσει τα 180.000 εντός τριών ετών. Δυνατότητα παραγωγής τεμαχίων / έτους.
Προς το παρόν, το συνολικό ποσοστό προσόντων των εγχώριων γκοφρετών SiC δεν είναι υψηλό. Από το επίπεδο μικροϋλικών του υλικού, σχετίζεται κυρίως με τη δομή ανάπτυξης κρυστάλλων. Ο ενιαίος κρύσταλλος SiC έχει περισσότερα από 250 είδη ισομερών, αλλά η μονή κρυσταλλική δομή 4H-SiC χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ημιαγωγών ισχύος. Με άλλα λόγια, η δομή ανάπτυξης ενός κρυστάλλου καθορίζει άμεσα εάν η γκοφρέτα είναι κατάλληλη ή όχι. Ο Wei Wei των Basic Semiconductors είπε στον Ji Microgrid, «Εάν δεν εκτελείτε ακριβή έλεγχο κατά την ανάπτυξη μεμονωμένων κρυστάλλων SiC, θα λάβετε άλλες κρυσταλλικές δομές SiC, οι οποίες θα οδηγήσουν άμεσα σε αποτυχία της γκοφρέτας. Αυτό πρέπει να αποφύγουμε. Υπόθεση."
Είναι κατανοητό ότι η Basic Semiconductor ερευνά και αναπτύσσει ολόκληρη την αλυσίδα της βιομηχανίας που καλύπτει την προετοιμασία υλικού, το σχεδιασμό τσιπ, τη διαδικασία κατασκευής, τη συσκευασία και τη δοκιμή και την εφαρμογή κίνησης συσκευών ισχύος καρβιδίου του πυριτίου. Έχει κυκλοφορήσει διαδοχικά πλήρες ρεύμα και τάση πυριτίου καρβίδιο πυριτίου Schottky διόδους, και τα πρώτα προϊόντα βιομηχανικής σειράς που παράγονται στην εγχώρια αγορά, όπως 1200V καρβίδιο πυριτίου MOSFET, μονάδα αυτοκινήτου πλήρους ισχύος SiC ποιότητας δοκιμασμένη για αξιοπιστία. Ο Wei Wei αποκάλυψε στη Jiwei, "Προς το παρόν, οι βασικές συσκευές SiC ημιαγωγών αυτοκινήτων έχουν παρασχεθεί σε εγχώριους OEM μέσω προμηθευτών tie1."
Παρόλο που υπάρχουν πολλές εγχώριες εταιρείες που αναπτύσσουν προϊόντα SiC ποιότητας αυτοκινήτου, λίγες τα έχουν ήδη προμηθεύσει σε OEM. Για τους εγχώριους κατασκευαστές, το αν έχουν την ευκαιρία να «πάρουν το αυτοκίνητο» εξαρτάται κυρίως από το εάν το προϊόν μπορεί να περάσει το όριο των προτύπων σε επίπεδο αυτοκινήτου. Σε αυτό το πλαίσιο, ο Wei Wei αποκάλυψε στο Jiwei.com τους λόγους για τους οποίους οι βασικοί ημιαγωγοί μπορούν να φτάσουν στο αυτοκίνητο. "Η διαθεσιμότητα των προϊόντων SiC σχετίζεται με την αξιοπιστία του αυτοκινήτου. Η αξιοπιστία είναι ένα μέτρο του προσδόκιμου ζωής της συσκευής, δηλαδή τα αποτελέσματα αξιοπιστίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της διάρκειας της συσκευής. Να πληροί τις απαιτήσεις προδιαγραφών . Ο αριθμός των δειγμάτων επιλέγεται συνήθως ως 22 για επαλήθευση αξιοπιστίας βιομηχανικών προϊόντων. Οι βασικοί ημιαγωγοί αυξάνουν τον αριθμό των δειγμάτων σε 77 σύμφωνα με τις απαιτήσεις ποιότητας αυτοκινήτου και χρησιμοποιούν πρότυπα πιστοποίησης ποιότητας αυτοκινήτου σειράς AEC-Q για να δοκιμάσουν τις συσκευές, εφόσον καθώς περνούν με επιτυχία Μετά τη δοκιμή, μπορείτε να πάρετε ένα εισιτήριο για επιβίβαση στο τρένο. "
Διαφορετικά από την κατάσταση της εγχώριας βιομηχανίας, τα μονοπολικά 600V-1700V 4H-SiC JBS και MOSFET του διεθνούς γίγαντα ημιαγωγών έχουν διατεθεί στο εμπόριο. Το 2019, η CREE ανακοίνωσε ότι θα κατασκευάσει μια γραμμή παραγωγής καρβιδίου πυριτίου 8 ιντσών. Όσον αφορά το χάσμα μεταξύ της εγχώριας βιομηχανικής αλυσίδας SiC και των ξένων χωρών, ο Wei Wei είπε: «Επί του παρόντος, η εγχώρια βιομηχανία SiC ποιότητας αυτοκινήτου υστερεί έναντι των ξένων κατασκευαστών. Πρέπει να ενισχύσουμε τις επενδύσεις στο κεφάλαιο και την τεχνολογία SiC για να βελτιώσουμε τη βιομηχανική αλυσίδα SiC το συντομότερο δυνατό. "
Στο πλαίσιο των ξένων κατασκευαστών που αυξάνουν τις επενδύσεις στην αγορά SiC της Κίνας, μπορούν οι εγχώριοι κατασκευαστές ημιαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας να ξεπεράσουν το κατώτατο όριο της SiC ποιότητας αυτοκινήτου και να "επιβιβαστούν με επιτυχία"; Από αυτή την άποψη, οι άνθρωποι του κλάδου πιστεύουν ότι «η υποστήριξη της εθνικής πολιτικής και η οικονομική υποστήριξη βοηθούν σημαντικά την ανάπτυξη του κλάδου, και οι σχετικές εγχώριες επιχειρήσεις αλληλοϋποστηρίζονται επίσης, αποδίδουν σημασία στην κατάρτιση ταλέντων σε αυτόν τον τομέα και αξία το περιβάλλον της αυτονομίας στις τρέχουσες εμπορικές τριβές. Υπό τις συνθήκες αυτές, οι εγχώριοι κατασκευαστές SiC έχουν ακόμη πολύ περιθώριο ανάπτυξης. "