ห่วงโซ่อุตสาหกรรมของรถยนต์พลังงานใหม่และอุปกรณ์สื่อสารกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและความต้องการเซมิคอนดักเตอร์พลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยเฉพาะความต้องการเซมิคอนดักเตอร์พลังงานรุ่นที่สามที่ SiC และ GaN เป็นตัวแทน จากข้อมูลของ Yole ตลาดแอพพลิเคชั่นที่ใหญ่ที่สุดของ SiC นั้นมาจากรถยนต์ การใช้โซลูชั่น SiC สามารถทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้นมีน้ำหนักเบาและมีขนาดเล็กลง ด้วยการลดต้นทุนอย่างค่อยเป็นค่อยไปของ SiC และการขยายตัวของแอปพลิเคชั่นอย่างต่อเนื่องโอกาสในการพัฒนาตลาดในอนาคตนั้นกว้างขวาง

ในปัจจุบันอุปกรณ์พลังงาน SiC ในประเทศส่วนใหญ่พึ่งพาการนำเข้าและห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้เป็นพิเศษ เพื่อที่จะเปลี่ยนสถานการณ์นี้ในช่วงปีนี้ "สองเซสชั่น", "ข้อเสนอในการส่งเสริมการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ของอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าของจีน" ส่งโดยคณะกรรมการกลางของความก้าวหน้าประชาธิปไตยที่เสนอเพื่อปรับปรุงนโยบายการพัฒนาอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำไฟฟ้า การวิจัยและพัฒนาวัสดุสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าใหม่ในแผนระดับชาติ ตระหนักถึงอุปทานที่เป็นอิสระของสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าโดยเร็วที่สุด ในอนาคตขนาดของห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ของประเทศของฉันจะขยายตัวต่อไปและความต้องการอุปกรณ์พลังงานจะนำไปสู่การระเบิด ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตในประเทศที่ได้รับโอกาสทางธุรกิจก็กำลังเร่งโครงร่างของห่วงโซ่อุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำไฟฟ้า SiC


ความต้องการอุปกรณ์ SiC ยานยนต์เพิ่มขึ้น

อุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานใหม่มี "ความยากลำบากเก่า" ของแบตเตอรี่และการชาร์จที่ต้องแก้ไขอย่างเร่งด่วน ด้วยเหตุนี้ บริษัท รถยนต์จำเป็นต้องมีเซมิคอนดักเตอร์พลังงานที่มีประสิทธิภาพการแปลงสูงขึ้นซึ่งเป็นแรงผลักดันที่สำคัญสำหรับการขยายตัวของตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้า SiC ในฐานะที่เป็นหนึ่งในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม SiC มีช่องว่างวงกว้างขึ้นสนามไฟฟ้าสลายสูงกว่าการนำความร้อนอัตราความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนและความต้านทานต่อรังสี ดังนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าของ SiC จึงมีการจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าสูงและมีการนำความร้อนต่ำซึ่งมีประสิทธิภาพที่ดีทั้งในด้านความต้านทานและความเร็วในการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของ บริษัท รถยนต์ในด้านการแปลงพลังงานและประสิทธิภาพพลังงาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานอุปกรณ์ SiC มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นเหนือกว่าวัสดุที่ใช้ซิลิกอนอื่น ๆ Georges Andary ประธาน บริษัท Bosch Automotive China กล่าวว่าสารกึ่งตัวนำซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถนำพลังงานที่สูงขึ้นมาสู่มอเตอร์และจะนำการเปลี่ยนแปลงใหม่ ๆ มาสู่อุตสาหกรรมยานยนต์ เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซิลิกอนแบบดั้งเดิมการใช้ผลิตภัณฑ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ลดการใช้พลังงานลง 50% และปรับปรุงพลังงานเพื่อเพิ่มช่วงการล่องเรือของรถยนต์ 6%

เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซิลิกอนอื่น ๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้นและความถี่การสลับที่สูงขึ้นลดการใช้พลังงานและลดต้นทุน ในปัจจุบัน OEM เช่นเทสลาได้แนะนำผลิตภัณฑ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ เพื่อเพิ่มพลังของมอเตอร์ขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าและลดการใช้พลังงาน Tesla Model 3 ใช้โมดูลพลังงาน SiC เต็มรูปแบบบนตัวควบคุมมอเตอร์ ตามการแยกชิ้นส่วนและการวิเคราะห์ต่างประเทศอินเวอร์เตอร์ในการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าหลักของ SiC ของ ST โมดูลพลังงานทั้งหมดประกอบด้วยโมดูลหลอดเดียวที่มีแรงดันทนต่อ 650V

จากประสบการณ์การเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ที่ผ่านมา บริษัท รถยนต์อื่น ๆ จะค่อยๆเปลี่ยนไปใช้โมดูลพลังงาน SiC ภายใต้ผลการสาธิตของเทสลา อุปกรณ์ SiC จะใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบส่งกำลังไฟฟ้ารถยนต์ในอีก 3-5 ปีข้างหน้า รายงานจาก CSA Research แสดงให้เห็นว่าในปี 2562 ขนาดการใช้งานของอุปกรณ์ SiC ในส่วนรถยนต์พลังงานใหม่ (รวมถึงยานพาหนะที่สมบูรณ์และสิ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จ) อยู่ที่ประมาณ 430 ล้านหยวนและขนาดตลาดจะถึง 1.624 ล้านหยวนในปี 2024 อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี อัตราถึง 30.4%

จากมุมมองของยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ในปี 2019 จีนยังคงครองตลาดรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วโลกครึ่งหนึ่ง นี่ยังเป็นตลาดสำคัญสำหรับผู้ผลิตต่างประเทศรายใหญ่เพื่อเพิ่มเค้าโครงของ SiC เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม เป็นที่เข้าใจว่าส่วนแบ่งการตลาดของอุปกรณ์ SiC ส่วนใหญ่อยู่ในมือของผู้ผลิตในต่างประเทศซึ่ง Infineon, ROHM, ST และ Cree สี่ บริษัท คิดเป็นสัดส่วนเกือบ 90% ของส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลก นอกเหนือจากผู้ผลิตสารกึ่งตัวนำกึ่งกลางเช่น Cree, ROHM, Infineon และผู้ผลิตสารกึ่งตัวนำอื่น ๆ ที่ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ SiC Mosfet เกรดยานยนต์ บริษัท ปลายน้ำที่แสดงโดย บริษัท ชั้น 1 เช่น Bosch กำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็วด้านยานยนต์และสารกึ่งตัวนำรุ่นที่สาม ได้เข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานยานยนต์อย่างเป็นทางการ ความร่วมมือที่ใกล้ชิด คนในวงการบอกกับ Jiwei.com ว่า“ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์ในปัจจุบันเป็นการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์เข้มข้นที่สุด ด้วยความได้เปรียบของ บริษัท อันดับหนึ่งของโลกอันดับหนึ่ง Bosch ได้ทำการจัดส่งที่รวดเร็วในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานและขณะนี้ได้รับการจดทะเบียนในตลาดเซมิคอนดักเตอร์ยุโรป สี่ในปริมาณ "


บริษัท ในประเทศเพิ่มความแข็งแกร่งใน SiC

นอกเหนือจากการเพิ่มการลงทุนโดยยักษ์ใหญ่ต่างประเทศ บริษัท ในประเทศกำลังเพิ่มรูปแบบของห่วงโซ่อุตสาหกรรม SiC ภายใต้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งของนโยบายและการส่งเสริมตลาดชิป SiC โดยห่วงโซ่อุตสาหกรรมยานยนต์ "อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้าของจีนมีพื้นที่ขนาดใหญ่และมีโอกาสสำหรับ บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้าในประเทศที่พึ่งพาตลาดจีนอาจกล่าวได้ว่าเป็นโอกาสในการพัฒนาที่ไม่ควรพลาด" หลี่หงผู้จัดการทั่วไปของ China Resources Micropower Device Business Group ได้รับการสัมภาษณ์โดย Jiwei.com นักข่าวกล่าวเมื่อ

ในแง่ของรูปแบบสายการผลิต China Resources Micro เพิ่งประกาศการผลิตอย่างเป็นทางการของสายการผลิตเวเฟอร์ SiC เชิงพาณิชย์ขนาด 6 นิ้วเครื่องแรกของประเทศ สายการผลิตสามารถบรรลุการผลิตจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วส่วนใหญ่เป็นเพราะ China Resources Micro ได้นำกลยุทธ์ที่แตกต่างจากผู้ผลิตรายอื่น จากแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องของ China Resources Micro "ไม่เหมือนกับ บริษัท อื่น ๆ ส่วนใหญ่พวกเขาอาจลงทุนในสายการผลิตสำหรับซิลิกอนคาร์ไบด์เริ่มต้นด้วยเวเฟอร์ขนาด 4 นิ้วแล้วพัฒนาเป็นขนาด 6 นิ้วและ 8 นิ้วหลังจากกระบวนการนั้นครบกำหนดและ เราคือสายการผลิต Si ดั้งเดิมได้รับการดัดแปลงเนื่องจากประสบการณ์อันยาวนานของเราในสายการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า Si เราเริ่มต้นโดยตรงจาก 6 นิ้วในตอนเริ่มต้นลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการทดลองและข้อผิดพลาดและทำ SiC6 ทันที เป็นไปได้ด้วยการลงทุนน้อยนิ้วสร้างสายการผลิตเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตามบุคคลนั้นกล่าวว่าไม่สะดวกที่จะเปิดเผยรายละเอียดของอัตราการส่งเวเฟอร์และกำลังการผลิต

จากข้อมูลของ Jiwei พบว่าอัตราการผ่านการรับรองของ SiC เวเฟอร์ในโลกสูงถึง 70% -80% ในขณะที่อัตราการผ่านการรับรองเวเฟอร์ SiC 4 นิ้วในฐานอุตสาหกรรม China Electronics SiC สามารถเข้าถึง 65% ซึ่งสามารถเข้าถึง 180,000 ภายในสามปี กำลังการผลิตชิ้น / ปี

ในปัจจุบันอัตราคุณสมบัติโดยรวมของเวเฟอร์ SiC ในประเทศไม่สูง จากระดับจุลภาคของวัสดุส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับโครงสร้างการเติบโตของผลึก SiC ผลึกเดี่ยวมีไอโซเมอร์มากกว่า 250 ชนิด แต่ส่วนใหญ่จะใช้โครงสร้างผลึกเดี่ยว 4H-SiC เพื่อสร้างสารกึ่งตัวนำไฟฟ้า กล่าวอีกนัยหนึ่งโครงสร้างการเติบโตของผลึกเดี่ยวกำหนดโดยตรงว่าแผ่นเวเฟอร์มีคุณสมบัติหรือไม่ Wei Wei ของอุปกรณ์กึ่งตัวนำพื้นฐานกล่าวกับ Ji Microgrid ว่า“ หากคุณไม่ทำการควบคุมที่แม่นยำเมื่อปลูกผลึกเดี่ยว SiC คุณจะได้รับโครงสร้างผลึก SiC อื่น ๆ ซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลวของเวเฟอร์โดยตรง นี่คือสิ่งที่เราต้องหลีกเลี่ยง กรณี."

เป็นที่เข้าใจกันว่าปัจจุบันเซมิคอนดักเตอร์พื้นฐานทำการวิจัยและพัฒนาห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดซึ่งครอบคลุมถึงการเตรียมวัสดุการออกแบบชิปกระบวนการผลิตการบรรจุและการทดสอบ มันได้เปิดตัวไดโอด Schottky ซิลิกอนคาร์ไบด์ปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและผลิตภัณฑ์ซีรีส์อุตสาหกรรมที่ผลิตในประเทศครั้งแรกเช่น 1200V MOSFET ซิลิกอนคาร์ไบด์โมดูลพลังงาน SiC ระดับยานยนต์เต็มรูปแบบผ่านการทดสอบความน่าเชื่อถือ เหว่ยเหว่ยเผยให้เห็นถึง Jiwei "ในปัจจุบันอุปกรณ์ SiC เกรดเซมิคอนดักเตอร์ยานยนต์ขั้นพื้นฐานได้รับการจัดจำหน่ายให้กับ OEM ในประเทศผ่านซัพพลายเออร์ tie1"

แม้ว่าจะมี บริษัท ในประเทศหลายรายที่ใช้ผลิตภัณฑ์ SiC เกรดยานยนต์ แต่มีน้อยรายที่ส่งมอบให้กับ OEM สำหรับผู้ผลิตในประเทศว่าพวกเขามีโอกาสที่จะ "ขึ้นรถ" ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับว่าผลิตภัณฑ์นั้นสามารถผ่านเกณฑ์มาตรฐานระดับรถยนต์ได้หรือไม่ ในเรื่องนี้เหว่ยเหว่ยเปิดเผยต่อ Jiwei.com เหตุผลว่าทำไมเซมิคอนดักเตอร์ขั้นพื้นฐานสามารถขึ้นรถได้ "ความพร้อมใช้งานของผลิตภัณฑ์ SiC เกี่ยวข้องกับความน่าเชื่อถือของรถยนต์ความน่าเชื่อถือคือการวัดอายุขัยของอุปกรณ์นั่นคือผลลัพธ์ความน่าเชื่อถือสามารถใช้ในการคำนวณระยะเวลาที่อุปกรณ์ต้องมีอายุการใช้งาน . จำนวนตัวอย่างมักจะถูกเลือกเป็น 22 สำหรับการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ขั้นพื้นฐานเพิ่มจำนวนตัวอย่างเป็น 77 ตามความต้องการของเกรดยานยนต์และใช้ AEC-Q ชุดมาตรฐานการรับรองเกรดยานยนต์เพื่อทดสอบอุปกรณ์ตราบใดที่ เมื่อผ่านการทดสอบเรียบร้อยแล้วคุณสามารถซื้อตั๋วเพื่อขึ้นรถไฟได้ "

แตกต่างจากสถานการณ์อุตสาหกรรมในประเทศ unipolar 600V-1700V 4H-SiC JBS และ MOSFET ยักษ์ใหญ่ของเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างประเทศได้ถูกทำการค้า ในปี 2562 CREE ประกาศว่าจะสร้างสายการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้ว เกี่ยวกับช่องว่างระหว่างห่วงโซ่อุตสาหกรรม SiC ในประเทศและต่างประเทศเหว่ยเหว่ยกล่าวว่า“ ปัจจุบันอุตสาหกรรม SiC เกรดยานยนต์ในประเทศล่าช้าหลังผู้ผลิตต่างประเทศ เราจำเป็นต้องเสริมสร้างการลงทุนในทุนและเทคโนโลยีของ SiC เพื่อปรับปรุงห่วงโซ่อุตสาหกรรม SiC โดยเร็วที่สุด "

ในบริบทของผู้ผลิตต่างประเทศที่เพิ่มการลงทุนในตลาด SiC ของจีนผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้าในประเทศสามารถข้ามขีด จำกัด ของ SiC เกรดยานยนต์และประสบความสำเร็จ "ขึ้นรถ" หรือไม่? ในเรื่องนี้ผู้คนในอุตสาหกรรมเชื่อว่า“ การสนับสนุนนโยบายระดับชาติและการสนับสนุนทางการเงินมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาอุตสาหกรรมและผู้ประกอบการในประเทศที่เกี่ยวข้องก็ให้การสนับสนุนซึ่งกันและกันให้ความสำคัญกับการฝึกอบรมพรสวรรค์ในพื้นที่นี้ สภาพแวดล้อมของความเป็นอิสระในข้อ จำกัด ทางการค้าปัจจุบัน ภายใต้สถานการณ์ดังกล่าวผู้ผลิต SiC ในประเทศยังคงมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการพัฒนา "