Силовые устройства являются основными компонентами полупроводников для новых транспортных средств и являются ключевым звеном для увеличения стоимости. С развитием транспортных средств на новой энергии растет спрос на силовые устройства, что стало новой точкой роста для силовых полупроводниковых устройств. Самыми популярными силовыми устройствами являются IGBT, SiC и GaN, особенно полупроводники третьего поколения. От инициирования проекта, сбора средств и строительства завода до внедрения и производства оборудования - каждый этап создания устройства малой мощности привлекает широкое внимание отрасли. Достаточно показать, что общественность оптимистично оценивает перспективы развития силовых устройств, а также ожидания отечественных производителей силовых устройств. К счастью, многие отечественные производители IGBT, SiC и GaN один за другим приходят с хорошими новостями о вводе в эксплуатацию &, так что мы еще дальше от передовых мировых производителей &. , и мы можем надеяться оказаться на волне новых энергетических транспортных средств. Сядьте на автобус.
Отечественные производители силовых устройств вышли на новый этап ввода в эксплуатацию ГГ.
5 июня проект Innosec' 8-дюймовый GaN Suzhou Phase I на основе кремния был официально запущен в производство. Ожидается, что в проект будет вложено 8 миллиардов юаней. Строительство завода и поставка оборудования будут завершены в 2020 году, а массовое производство начнется сегодня, что станет первой компанией в мире, которая осуществила массовое производство 8-дюймового нитрида галлия на основе кремния. Производственные мощности будут постепенно увеличиваться после производства. К концу 2021 года производственная мощность достигнет 6000 пластин в месяц. После того, как проект будет полностью завершен в конце 2022 года, завод в Сучжоу достигнет годовой производственной мощности 780 000 8-дюймовых пластин из нитрида галлия на основе кремния с ориентировочной годовой производительностью 15 миллиардов юаней.
Innosec (Zhuhai) Technology Co., Ltd. была основана 12 декабря 2015 года. В ноябре 2017 года состоялась церемония ввода в эксплуатацию 8-дюймовой линии по производству нитрида галлия на основе кремния" прошел в Чжухае. В июне 2018 года компания выпустила первый в мире 8-дюймовый блок питания WLCSP из нитрида галлия на основе кремния. В июне 2018 года в зоне высоких технологий Фенху города Уцзян состоялась церемония закладки фундамента базы широкополосных полупроводников в Сучжоу.
Утром 23 июня компания Sanan Semiconductor в Чанша, провинция Хунань, была официально открыта и запущена в производство. Самым большим преимуществом этой базы является то, что это первая внутренняя и третья в мире вертикально интегрированная производственная цепочка карбида кремния, включающая материалы для подложек, эпитаксиальный рост, производство пластин, упаковку и тестирование. Хунань Сан&# 39: в проект Semiconductor SiC вложено 16 миллиардов юаней. С момента открытия в июле 2020 года суперзавод с ежемесячным выпуском 30 000 6-дюймовых пластин из карбида кремния был завершен и запущен в производство. Следующим шагом в производстве является отладка и отклейка процесса. Ожидается, что после завершения ежегодный объем продаж на базе полупроводников в Хунань Саньань достигнет 12 миллиардов юаней.
Xiamen Sanan Integration была создана в мае 2014 года и начала расширяться в сфере сложных полупроводников в 2015 году. В конце 2018 года Sanan Integration выпустила технологическую платформу SiC, став первой отечественной коммерческой 6-дюймовой сложной полупроводниковой интегральной схемой, которая появится на рынке. существенное массовое производство. Производственная площадка.
На данный момент Sanan Integrated запустила передовые технологические процессы для высокочастотных приложений, таких как GaAs HBT и pHEMT в области микроволнового и радиочастотного диапазона, и построила профессиональную крупномасштабную линию по производству 4-дюймовых 6-часовых композитных пластин. В области силовой электроники были внедрены силовые диоды SiC и силовые устройства на основе нитрида галлия на основе кремния с высокой надежностью и высокой удельной мощностью.
Во второй половине дня 23 июня на производственной базе Sun.King IGBT была успешно проведена церемония завершения и ввода в эксплуатацию производственной линии Sun.King Asia Pacific Semiconductor IGBT, дочерней компании Sun.King Technology. вышла на стадию опытного производства. В рамках проекта IGBT Sunjing Technology&# 39 планируется построить 2 производственные линии для обработки обратной стороны чипа IGBT и 5 производственных линий для упаковки и тестирования модулей IGBT. После завершения годовая производственная мощность достигнет 2 миллионов модулей IGBT.
Предполагается, что Sunjing Technology официально запустила свой собственный технологический проект IGBT в марте 2019 года. Впоследствии, в июле 2019 года, проект Sun.King IGBT был официально подписан и обоснован в Цзяшане. В июне 2020 года началось строительство производственной базы Sun.King IGBT. В сентябре того же года были официально выпущены первые микросхемы IGBT и модули Sun.King &. Приложения IGBT компании&будут охватывать поля низкого и среднего напряжения от 600 В до 1700 В и нацелены на рынки электромобилей, фотоэлектрической ветроэнергетики и промышленных преобразователей частоты.
Еще в марте этого года старший вице-президент по глобальным продажам Nexperia Semiconductor Чжан Пэнган заявил в эксклюзивном интервью CCTV, что производство 12-дюймовых пластин Wingtech Nexperia&№39 в Линганге, Шанхай, прорывало позиции. в январе этого года и начнется в 2022 году. Он был запущен в производство в июле 2007 года, а производственная мощность ожидается на уровне 400 000 пластин в год. Nexperia специализируется на производстве, разработке и продаже дискретных устройств, логических устройств и устройств MOSFET.
Чип питания IGBT входит в 12 дюймов
В настоящее время IGBT имеют более высокую стоимость, производительность и зрелость в большинстве сценариев приложений с высокой мощностью, и какое-то время мы не можем обойтись без IGBT. Более того, силовые устройства IGBT также начали полностью превращаться в микросхемы автомобильного класса. Согласно финансовому отчету Star Semiconductor' в 2020 году автомобильные модули IGBT, произведенные с использованием собственных чипов Star Semiconductor' будут поддерживать более 200 000 автомобилей на мировом рынке. Согласно прогнозу Stratview Research&# 39 на рынке IGBT, предполагается, что рынок IGBT может иметь здоровые среднегодовые темпы роста в 4,5% с 2020 по 2025 год.
В предыдущей статье" отечественный IGBT, в чем сила?" ;, автор также рассказал о силе отечественных IGBT. Среди них стоит упомянуть, что IGBT - компания, которая сильно зависит от деталей производственной линии. Возьмем для примера собственный отчет Infineon: тот же дизайн, производительность продуктов, производимых на линиях по производству 6-дюймовых и 8-дюймовых пластин. Разница огромна, а производительность продуктов, производимых на тех же двух линиях по производству 8-дюймовых пластин. тоже очень разные. Это означает, что дизайнерская компания не может оставаться в одиночестве без поддержки литейного производства.
Star Semiconductor, ведущая компания IGBT, также тесно сотрудничает с Hua Hong в области создания микросхем IGBT. 24 июня Hua Hong Semiconductor объединилась со Star Semiconductor для создания автомобильных микросхем IGBT и 12-дюймовых IGBT для массового производства. Эта микросхема IGBT прошла проверку на продукцию автомобильных компаний-производителей и вышла на рынок автомобильных приложений, таких как блоки питания. Общий объем поставок IGBT двух сторон превысил 250 000 эквивалентных 8-дюймовых пластин.
В 2020 году Hua Hong Semiconductor представила технологию 8-дюймового IGBT на 12-дюймовой производственной линии. Менее чем за год исследований и разработок компания успешно внедрила процесс производства пластин IGBT на 12-дюймовой производственной линии. Компания, занимающаяся литьем полупроводниковых полупроводниковых пластин, которая массово производит усовершенствованные БТИЗ (FS, Field Stop) с полевым затвором и 12-дюймовой производственной линией.
И наращивание производственных мощностей завода в Уси (GG) №39 ускоряется. В первом квартале 2020 года выручка от продаж фабрики Hua Hong&# 39 в Уси принесет 54,6 млн долларов США выручки от продаж, что составляет 17,9% от общей выручки, что на 53,1% больше, чем в предыдущем квартале. В настоящее время 12-дюймовый завод в Уси имеет ежемесячную производственную мощность более 40 000 единиц, из которых 18 000 единиц - это устройства питания, по 10 000 единиц для встроенных Flash и CIS, а также небольшое количество других продуктов. Компания начала ускорять план расширения своего 12-дюймового завода в Уси с прошлого года. Предполагается, что к концу этого года ежемесячная производственная мощность достигнет 65 000 единиц, а к середине 2022 года ожидается, что она превысит 80 000 единиц.
В настоящее время наиболее конкурентоспособными производственными линиями для продуктов IGBT являются 8-дюймовые и 12-дюймовые, а ведущим производителем является Infineon. Подавляющее большинство отечественных производителей пластин все еще находились на стадии 6-дюймовой продукции. В настоящее время BYD, Zhuzhou CRRC Times, Shanghai Advanced, Huahong Grace, Silan Micro и др. Достигли массового производства 8-дюймовых продуктов в Китае, а первая линия по производству 12-дюймовых чипов Silan Micro была официально внедрена в декабре 2020 года. Запущен в производство.
China Resources Micro также расширяет свою 12-дюймовую производственную линию. 7 июня 2020 года компания объявила, что компания и вторая фаза Big Fund и Chongqing Xiyong инвестируют 9,5, 1,65 и 2,4 миллиарда юаней соответственно в создание Runxi Microelectronics. Этот проект с инвестициями в размере около 7,55 млрд юаней сформирует производственную мощность 12-дюймовых мощных полупроводниковых пластин мощностью 30 000 в месяц после завершения и будет поддерживать возможности 12-дюймовой эпитаксиальной обработки и обработки тонких пленок. Производственная линия будет использовать 90-нм техпроцесс и будет в основном производить силовые полупроводниковые продукты, такие как MOSFET, IGBT и микросхемы управления питанием, в рамках подготовки к выходу на рынок промышленного управления и автомобильной электроники.
Видно, что отечественные производители IGBT постепенно догнали до 12 дюймов. Факты доказали, что отечественным производителям IGBT нужно только усердно работать, чтобы постоянно улучшать производительность и качество, и можно ожидать будущего.
SiC со многими преимуществами, нам все еще нужно столкнуться с трудностями, чтобы наверстать упущенное
Помимо того, что они широко используются в фотоэлектрических инверторах, промышленных источниках питания и рынках зарядных батарей, силовые устройства на основе SiC, в первую очередь, стимулируются недавним ускоренным внедрением новых производителей транспортных средств, работающих на энергии. Такие характеристики, как низкие потери переключения, высокая частота переключения и высокая термостойкость, делают SiC удовлетворительным и идеальным решением для требований электромобилей. SiC повысил эффективность силовых устройств более чем на 2%, а силовые устройства на основе SiC снизили вес на 6 килограммов и могут обеспечить 30% -ное увеличение пробега транспортного средства.
В отчете Yole говорится, что к 2024 году мировой рынок автомобильных силовых устройств на основе SiC, как ожидается, достигнет 1,93 миллиарда долларов США, что соответствует совокупным темпам роста в 29% в 2018-2024 годах. Совокупный темп роста применения силовых устройств на основе SiC с 2017 по 2023 год составляет 27%, из которых общий темп роста электрических и гибридных транспортных средств составляет 81%, а общий темп роста зарядных блоков / зарядных станций составляет 58%.
Но основная причина, по которой SiC на самом деле не взорвалась, - это высокая цена. По сравнению с Si-устройствами цена SiC часто в несколько раз выше. Хотя в большинстве зарядных устройств, инверторов, преобразователей постоянного тока в постоянный ток и электромобилей в настоящее время используются кремниевые чипы, большинство поставщиков на рынке столкнулись с потребностями в замене со стороны OEM-производителей, а также первичных и вторичных поставщиков в автомобильной промышленности. Поставщики на рынке, такие как Infineon Technologies, ST и NXP, делают большие ставки на силовые полупроводники SiC для автомобильного рынка. Многие производители SiC также подписали многолетние соглашения о поставках с поставщиками пластин Cree / Wolfspeed и SiCrystal.
SiC имеет столько отличных характеристик, что рынок - это голубой океан. Однако, по мнению отраслевых практиков, между производством SiC Китая и импортируемыми брендами все еще существует много разрывов с точки зрения подложек, эпитаксии и устройств:
С точки зрения подложек, отечественные 4-дюймовые подложки из карбида кремния относительно близки по качеству к зарубежному уровню и начали использоваться партиями в устройствах некоторых отечественных брендов. 6-дюймовая подложка серийно производится за границей и все еще находится на относительно ранней стадии проверки в Китае. 8-дюймовая подложка могла быть разработана в Китае, и ожидается, что иностранные бренды, такие как Cree, достигнут массового производства к 2023 году. Вообще говоря, существует большой разрыв между отечественными и зарубежными странами на уровне сырья.
Что касается эпитаксиального аспекта, общая сложность эпитаксиального производства и требования к контролю дефектов выше, чем у подложки. Отечественные 4-дюймовые эпитаксиальные пластины уже нашли широкое применение. За последние два года производительность 4-дюймовых эпитаксиальных пластин была дополнительно улучшена благодаря проверочной обратной связи со стороны рынка приложений. 6-дюймовая подложка только что вошла в стадию партии, и профессионалы отрасли отметили, что необходимо инвестировать больше ресурсов, чтобы сократить разрыв с зарубежными странами.
Что касается устройств, импортные бренды составляют основную часть всей рыночной доли карбида кремния, особенно в относительно дорогих областях, таких как бортовые серверы питания и источники питания для связи. В соответствии с общей тенденцией замещения на внутреннем рынке местные бренды начали проникать в некоторые области с относительно высокими требованиями к надежности, особенно в отношении продуктов с относительно небольшими зазорами, таких как диоды из карбида кремния, которые, как ожидается, увеличат свою долю на рынке за относительно короткое время. Отечественные полевые МОП-транзисторы из карбида кремния нуждаются в дальнейшем улучшении с точки зрения технологии и надежности, чтобы обеспечить массовое производство.
Несмотря на то, что мы сталкиваемся с определенным разрывом, под влиянием роста рыночного спроса, технологических усовершенствований, политической поддержки, глобального дефицита ядра и других факторов отечественные компании, производящие карбид кремния, в настоящее время быстро развиваются, постепенно увеличивая долю рынка и сокращая разрыв с импортными брендами. . Ряд отечественных компаний, в том числе Tianke Heda, Basic Semiconductor, Shandong Tianyue, Shanxi Shuoke и Hantian Tiancheng, также совершенствуются в этой области и стремятся к прорыву.
Рынок GaN удвоится в 2020 году, и отечественные компании, производящие GaN, быстро развиваются.
По словам Йоле, рынок Power GaN в 2020 году увеличился вдвое, что свидетельствует о поразительном росте быстрых зарядных устройств для смартфонов и лидерстве на телекоммуникационном и автомобильном рынках. В 2020 году рынок оборудования на основе GaN составляет 46 миллионов долларов США, из которых на бытовую электронику приходится 28,7 миллиона долларов США, а рынок телекоммуникаций и мобильной связи составляет вторую по величине область применения с 9,1 миллионами долларов США. Йоле прогнозирует, что общий совокупный годовой темп роста GaN с 2020 по 2026 год увеличится примерно на 70%, и ожидается, что к 2026 году он составит 1,1 миллиарда долларов. Совокупный годовой темп роста потребительской электроники составляет 69%, достигнув 672 миллионов долларов США. ; совокупный годовой темп роста рынка телекоммуникаций и мобильной связи составляет 71%, достигнув 223 миллионов долларов США; Стоит отметить, что совокупный годовой темп роста автомобильного рынка достигнет 185%. Имеется рынок в 155 миллионов долларов США.