I dispositivi di alimentazione sono i componenti principali dei nuovi semiconduttori per veicoli energetici e sono la pista chiave per il miglioramento del valore. Con lo sviluppo di nuovi veicoli energetici, è in aumento la domanda di dispositivi di potenza, che è diventata un nuovo punto di crescita per i dispositivi a semiconduttore di potenza. I dispositivi di potenza più diffusi sono IGBT, SiC e GaN, in particolare i semiconduttori di terza generazione. Dall'avvio del progetto, alla raccolta di fondi e alla costruzione dell'impianto fino all'introduzione e alla produzione di apparecchiature, ogni fase di un piccolo dispositivo di alimentazione ha attirato un'ampia attenzione da parte dell'industria. È sufficiente dimostrare che il pubblico è ottimista sulle prospettive di sviluppo dei dispositivi di alimentazione, nonché sulle aspettative dei produttori di dispositivi di alimentazione domestici. Fortunatamente, molti produttori nazionali di IGBT, SiC e GaN sono arrivati uno dopo l'altro con buone notizie di"messa in servizio", in modo che siamo più lontani dai produttori avanzati del mondo' , e possiamo sperare di essere nell'onda dei nuovi veicoli energetici. Prendi il bus navetta.
I produttori di dispositivi di alimentazione domestici sono giunti a una nuova fase di"messa in servizio"
Il 5 giugno, il progetto GaN Suzhou Phase I da 8 pollici a base di silicio di Innosec' è stato ufficialmente messo in produzione. Il progetto dovrebbe investire 8 miliardi di yuan. La costruzione dell'impianto e il trasferimento delle attrezzature saranno completati nel 2020 e la produzione di massa inizierà oggi, diventando la prima azienda al mondo a raggiungere la produzione di massa di nitruro di gallio a base di silicio da 8 pollici. La capacità di produzione aumenterà gradualmente dopo la produzione. Entro la fine del 2021 la capacità produttiva raggiungerà i 6.000 wafer/mese. Dopo il completamento del progetto alla fine del 2022, lo stabilimento di Suzhou raggiungerà una capacità produttiva annua di 780.000 wafer di nitruro di gallio a base di silicio da 8 pollici, con un valore di produzione annuale stimato di 15 miliardi di yuan.
Innosec (Zhuhai) Technology Co., Ltd. è stata fondata il 12 dicembre 2015. Nel novembre 2017, la cerimonia di messa in servizio della sua linea di produzione di nitruro di gallio a base di silicio"8 pollici" si è tenuto a Zhuhai. Nel giugno 2018, la società ha rilasciato il primo prodotto di alimentazione WLCSP al nitruro di gallio da 8 pollici a base di silicio'. Nel giugno 2018, la cerimonia inaugurale della base a semiconduttore a banda larga di Suzhou si è tenuta nella zona ad alta tecnologia di Fenhu, nella città di Wujiang.
La mattina del 23 giugno, Sanan Semiconductor a Changsha, Hunan è stata ufficialmente accesa e messa in produzione. Il più grande punto di forza di questa base è che è la prima catena industriale domestica e la terza globale di carburo di silicio integrata verticalmente che include materiali di substrato, crescita epitassiale, produzione di wafer e confezionamento e test. Hunan San'un progetto SiC per semiconduttori ha un investimento totale di 16 miliardi di yuan. Dall'inaugurazione nel luglio 2020, la super fabbrica con una produzione mensile di 30.000 wafer in carburo di silicio da 6 pollici è stata completata e messa in produzione. Il passaggio successivo della produzione è eseguire il debug e registrare il processo. Dopo il completamento, la base per semiconduttori di Hunan San'an dovrebbe raggiungere un fatturato annuo di 12 miliardi di yuan.
Xiamen Sanan Integration è stata fondata nel maggio 2014 e ha iniziato a espandersi in semiconduttori composti di fascia alta nel 2015. Alla fine del 2018, Sanan Integration ha rilasciato la piattaforma di processo SiC, diventando il primo circuito integrato di semiconduttori composto commerciale da 6 pollici ad entrare consistente produzione di massa. Piattaforma di produzione.
Finora, Sanan Integrated ha lanciato tecnologie di processo avanzate per applicazioni RF come GaAs HBT e pHEMT nel campo delle microonde e delle radiofrequenze e ha costruito una linea di produzione di wafer composti da 4 pollici e 6 ore su larga scala professionale. Nel campo dell'elettronica di potenza sono stati introdotti diodi di potenza SiC e dispositivi di potenza al nitruro di gallio a base di silicio con elevata affidabilità e densità di potenza elevata.
Nel pomeriggio del 23 giugno, presso la base di produzione di Sun.King IGBT, si è svolta con successo la cerimonia di completamento e messa in servizio della linea di produzione IGBT di Sun.King Asia Pacific Semiconductor, una consociata di Sun.King Technology, segnando che la sua linea di produzione IGBT è entrato nella fase di produzione di prova. Il progetto IGBT di Sunjing Technology's prevede di costruire 2 linee di produzione del processo backside di chip IGBT e 5 linee di produzione di confezionamento e test di moduli IGBT. Dopo il completamento, la capacità di produzione annuale raggiungerà i 2 milioni di prodotti del modulo IGBT.
Resta inteso che Sunjing Technology ha lanciato ufficialmente il proprio progetto IGBT tecnologico nel marzo 2019. Successivamente, nel luglio 2019, il progetto IGBT Sun.King è stato ufficialmente firmato e stabilito a Jiashan. Nel giugno 2020 è stata avviata la costruzione della base produttiva Sun.King IGBT. Nel settembre dello stesso anno, i primi chip e moduli IGBT di Sun.King'sono stati lanciati ufficialmente. Le applicazioni dei prodotti IGBT dell'azienda' copriranno i campi a bassa e media tensione da 600 V a 1700 V e si rivolgeranno ai mercati dei veicoli elettrici, dell'energia eolica fotovoltaica e della conversione di frequenza industriale.
Già nel marzo di quest'anno, Zhang Penggang, vicepresidente senior delle vendite globali di Nexperia Semiconductor, ha dichiarato in un'intervista esclusiva con CCTV che la fabbrica di wafer da 12 pollici Wingtech Nexperia's a Lingang, Shanghai, ha aperto la strada nel gennaio di quest'anno e inizierà nel 2022. È stato messo in produzione nel luglio 2007 e la capacità di produzione dovrebbe raggiungere i 400.000 wafer all'anno. Nexperia si concentra sulla produzione, progettazione e vendita di dispositivi discreti, dispositivi logici e dispositivi MOSFET.
Il chip di alimentazione IGBT entra in 12 pollici
Al momento, gli IGBT hanno prestazioni di costo e maturità più elevate nella maggior parte degli scenari di applicazioni ad alta potenza e non possiamo fare a meno degli IGBT per un po'. Inoltre, i dispositivi di potenza IGBT hanno anche iniziato a progredire completamente nei chip di livello automobilistico. Secondo il rapporto finanziario di Star Semiconductor' nel 2020, i moduli IGBT di livello automobilistico prodotti utilizzando i chip di Star Semiconductor' supporteranno più di 200.000 auto nel mercato globale. Secondo le previsioni di Stratview Research' sul mercato degli IGBT, si stima che il mercato degli IGBT possa avere un sano tasso di crescita annuale composto del 4,5% dal 2020 al 2025.
Nell'articolo precedente"Domestic IGBT, qual è la forza?", l'autore ha anche fatto un'introduzione sulla forza degli IGBT domestici. Tra questi, vale la pena ricordare che IGBT è un'azienda fortemente dipendente dai dettagli della linea di produzione. Prendiamo ad esempio il rapporto di Infineon, lo stesso design, le prestazioni dei prodotti prodotti su linee di produzione di wafer da 6 pollici e 8 pollici La differenza è enorme e le prestazioni dei prodotti prodotti sulle stesse due linee di produzione di wafer da 8 pollici è anche molto diverso. Ciò significa che l'azienda di design non può stare da sola oltre il supporto della fonderia.
E Star Semiconductor, la principale azienda IGBT, ha anche lavorato a stretto contatto con Hua Hong alla fonderia di chip IGBT. Il 24 giugno, Hua Hong Semiconductor ha collaborato con Star Semiconductor per creare chip IGBT di livello automobilistico e IGBT da 12 pollici per ottenere la produzione di massa. Questo chip IGBT ha superato la verifica del prodotto delle società di auto terminali ed è entrato nel mercato delle applicazioni automobilistiche come le unità di potenza. La spedizione cumulativa di IGBT delle due parti ha superato i 250.000 wafer da 8 pollici equivalenti.
Nel 2020, Hua Hong Semiconductor ha introdotto la tecnologia IGBT da 8 pollici nella linea di produzione da 12 pollici. Dopo meno di un anno di ricerca e sviluppo, ha stabilito con successo il processo di produzione di wafer IGBT sulla linea di produzione da 12 pollici. Un'azienda di pura fonderia di wafer che produce in serie IGBT avanzati di arresto di trincea (FS, Field Stop) con una linea di produzione da 12 pollici.
E l'aumento della capacità produttiva del suo stabilimento di Wuxi'ha accelerato. La fabbrica da 12 pollici di Wuxi di Hua Hong' contribuirà a un fatturato di 54,6 milioni di dollari nel primo trimestre del 2020, pari al 17,9% delle entrate totali, con un aumento del 53,1% rispetto al trimestre precedente. Attualmente, lo stabilimento da 12 pollici di Wuxi ha una capacità produttiva mensile di oltre 40.000 pezzi, di cui 18.000 pezzi sono dispositivi di alimentazione, 10.000 pezzi ciascuno per Flash e CIS integrati e un piccolo numero di altri prodotti. L'azienda ha iniziato ad accelerare il piano di espansione del suo stabilimento da 12 pollici a Wuxi dallo scorso anno. Si stima che la capacità di produzione mensile raggiungerà i 65.000 pezzi entro la fine di quest'anno e si prevede che supererà gli 80.000 pezzi entro la metà del 2022.
Al momento, le linee di produzione più competitive per i prodotti IGBT sono da 8 pollici e 12 pollici e il produttore leader è Infineon. La stragrande maggioranza dei produttori nazionali di wafer era ancora nella fase di prodotti da 6 pollici. Allo stato attuale, BYD, Zhuzhou CRRC Times, Shanghai Advanced, Huahong Grace, Silan Micro, ecc. hanno raggiunto la produzione di massa di prodotti da 8 pollici in Cina e la prima linea di produzione di chip da 12 pollici di Silan Micro è stata ufficialmente implementata nel dicembre 2020. Messa in produzione.
China Resources Micro sta anche espandendo la sua linea di produzione da 12 pollici. Il 7 giugno 2020, la società ha annunciato che la società e la seconda fase del Big Fund e Chongqing Xiyong investiranno rispettivamente 9,5, 1,65 e 2,4 miliardi di yuan per stabilire Runxi Microelectronics. Questo progetto Con un investimento di circa 7,55 miliardi di yuan, formerà una capacità di produzione di wafer di semiconduttori di potenza di fascia alta da 30.000 al mese da 12 pollici dopo il completamento e supporterà capacità di elaborazione epitassiale e di film sottile da 12 pollici. La linea di produzione adotterà un processo a 90 nm e produrrà principalmente prodotti a semiconduttore di potenza come MOSFET, IGBT e chip di gestione dell'alimentazione, in preparazione per entrare nei campi del controllo industriale e dell'elettronica automobilistica.
Si può vedere che i produttori nazionali di IGBT hanno gradualmente raggiunto i 12 pollici. I fatti hanno dimostrato che i produttori nazionali di IGBT devono solo lavorare sodo per migliorare continuamente le prestazioni e la qualità, e il futuro può essere previsto.
SiC con molti vantaggi, dobbiamo ancora affrontare le difficoltà per recuperare
Oltre ad essere ampiamente utilizzati negli inverter fotovoltaici, negli alimentatori industriali e nei mercati delle pile di ricarica, i dispositivi di potenza SiC sono stimolati soprattutto dalla recente introduzione accelerata di produttori di veicoli di nuova energia. Le caratteristiche di bassa perdita di commutazione, alta frequenza di commutazione e resistenza alle alte temperature rendono il SiC un ideale ideale per i requisiti dei veicoli elettrici. Il SiC ha aumentato l'efficienza dei dispositivi di alimentazione di oltre il 2% e i dispositivi di alimentazione basati su SiC hanno ridotto il peso di 6 chilogrammi e possono garantire un aumento del 30% del chilometraggio del veicolo.
Il rapporto Yole afferma che entro il 2024 il mercato globale dei dispositivi di potenza SiC di livello automobilistico dovrebbe raggiungere 1,93 miliardi di dollari USA, corrispondente a un tasso di crescita composto del 29% nel 2018-2024. Il tasso di crescita composto delle applicazioni dei dispositivi di alimentazione SiC dal 2017 al 2023 è del 27%, di cui il tasso di crescita composto dei veicoli elettrici e ibridi è dell'81% e il tasso di crescita composto delle pile di ricarica/stazioni di ricarica è del 58%.
Ma il motivo principale per cui il SiC non è realmente esploso è il prezzo elevato. Rispetto ai dispositivi Si, il prezzo del SiC è spesso parecchie volte più alto. Sebbene la maggior parte delle unità di ricarica, degli inverter, dei convertitori CC-CC e dei veicoli elettrici utilizzi attualmente chip di silicio, la maggior parte dei fornitori di mercato ha riscontrato esigenze di sostituzione da parte di OEM e fornitori primari e secondari nell'industria automobilistica. Fornitori di mercato come Infineon Technologies, ST e NXP stanno scommettendo pesantemente sui semiconduttori di potenza SiC per il mercato automobilistico. Molti produttori di SiC hanno anche firmato accordi di fornitura pluriennali con i fornitori di wafer Cree/Wolfspeed e SiCrystal.
SiC ha così tante caratteristiche eccellenti, il mercato è un oceano blu. Tuttavia, secondo i professionisti del settore, ci sono ancora molti divari tra l'industria SiC cinese's e i marchi importati in termini di substrati, epitassia e dispositivi:
Dal punto di vista dei substrati, i substrati domestici in carburo di silicio da 4 pollici sono relativamente vicini al livello estero in termini di qualità e hanno iniziato a essere utilizzati in lotti in alcuni dispositivi di marca nazionale. Il substrato da 6 pollici è stato prodotto in serie all'estero ed è ancora in una fase relativamente iniziale di verifica in Cina. Il substrato da 8 pollici potrebbe essere stato sviluppato in Cina e si prevede che marchi stranieri come Cree raggiungeranno la produzione di massa entro il 2023. In generale, c'è un grande divario tra i paesi nazionali ed esteri a livello di materie prime.
Venendo all'aspetto epitassiale, la difficoltà complessiva della produzione epitassiale e i requisiti per il controllo dei difetti sono superiori a quelli del substrato. I wafer epitassiali da 4 pollici domestici hanno già avuto alcune applicazioni su larga scala. Negli ultimi due anni, le prestazioni dei wafer epitassiali da 4 pollici sono state ulteriormente migliorate con il feedback di verifica dal lato delle applicazioni di mercato. Il foglio di supporto da 6 pollici è appena entrato nella fase batch e i professionisti del settore hanno sottolineato che è necessario investire più risorse per ridurre il divario con i paesi stranieri.
In termini di dispositivi, i marchi importati rappresentano la maggior parte dell'intera quota di mercato del carburo di silicio, specialmente in aree di fascia relativamente alta come i server di alimentazione di bordo e gli alimentatori di comunicazione. Sotto la tendenza generale della sostituzione domestica, i marchi locali hanno iniziato a penetrare in alcune aree con requisiti di affidabilità relativamente elevati, in particolare per prodotti con gap relativamente piccoli come i diodi al carburo di silicio, che dovrebbero aumentare la loro quota di mercato in un tempo relativamente breve. I MOSFET domestici al carburo di silicio devono essere ulteriormente migliorati in termini di tecnologia e affidabilità per ottenere la produzione di massa.
Sebbene ci troviamo di fronte a un certo divario, sotto l'influenza della crescita della domanda del mercato, del miglioramento tecnologico, del sostegno politico, della carenza globale di core e di altri fattori, le aziende nazionali di carburo di silicio si stanno attualmente sviluppando rapidamente, aumentando gradualmente la quota di mercato e riducendo il divario con i marchi importati . Anche un certo numero di aziende nazionali, tra cui Tianke Heda, Basic Semiconductor, Shandong Tianyue, Shanxi Shuoke e Hantian Tiancheng, stanno coltivando in questo campo e stanno cercando scoperte.
Il mercato del GaN raddoppia nel 2020 e le società nazionali di GaN si stanno sviluppando rapidamente
Secondo Yole, il mercato Power GaN è raddoppiato nel 2020, evidenziando la straordinaria crescita dei caricabatterie rapidi per smartphone e guidando i mercati delle telecomunicazioni e automobilistico. Nel 2020, il mercato delle apparecchiature GaN ha 46 milioni di dollari USA, di cui l'elettronica di consumo ha rappresentato 28,7 milioni di dollari USA, e i mercati delle telecomunicazioni e della telefonia mobile hanno rappresentato il secondo più grande campo di applicazione con 9,1 milioni di dollari USA. Yole prevede che il tasso di crescita annuale composto complessivo del GaN dal 2020 al 2026 aumenterà di circa il 70% e si prevede che sarà di $ 1,1 miliardi entro il 2026. Il tasso di crescita annuale composto dell'elettronica di consumo è del 69%, raggiungendo i 672 milioni di dollari USA ; il tasso di crescita annuo composto dei mercati delle telecomunicazioni e della telefonia mobile è del 71%, raggiungendo i 223 milioni di dollari USA; vale la pena ricordare che il tasso di crescita annuo composto del mercato automobilistico raggiungerà il 185% , C'è un mercato di 155 milioni di dollari USA.